Question

什么叫相位裕量？什么叫增益裕量

Answer 1

1、相位裕量是分析运算放大器稳定性的一个重要参数，用符号γ来表示，固定的运算放大器设计只有一个相位裕量，相位裕量下降会导致信号的上升沿和下降沿的振荡加大。

2、增益裕量是系统稳定余量的一种表达形式。增益裕量定义为系统频率响应G(jω)的相位等于-180°的频率上幅值|G(jω)|的倒数。

一般地，对“尼柯尔斯图”中所示的单位反馈系统，G(jω)的轨迹越接近于-1+j0点，闭环系统响应的振荡性越大，稳定性越差。G(jω)轨迹对-1+j0的靠近程度可以用来度量闭环系统的稳定裕量。

扩展资料

影响相位裕量的因素包括闭环回路的噪声增益和负载情况。一般而言，噪声增益愈小则相位裕量愈小，因此单位增益的系统是最难稳定的。同时，在选择运算放大器作为增益缓冲器时，应当注意运算放大器在单位增益接法下是否能保持稳定。

纯阻性负载一般对相位裕量没有影响，感性负载对相位裕量有改善作用，而实际应用中最常应用的容性负载则会降低运算放大器电路的相位裕量，从而导致系统易产生自激振荡。

参考资料来源：百度百科--相位裕量

参考资料来源： 百度百科-增益裕量

Answer 2

在设计控制系统时，不仅要求系统是稳定的，而且希望系统还必须具备适当的稳定性裕量。由奈氏判据可知，对于开环稳定的系统，根据开环系统奈氏曲线对 点的位置不同，闭环系统的稳定性有三种情况：1）当尼氏曲线不包围 点时，闭环系统稳定；2）当奈氏曲线包围 点时，闭环系统不稳定；3）当尼氏曲线通过 点时，闭环系统处于临界稳定状态。如果尼氏曲线不包围 点，但距离此点很近时，由于工作条件变化或其他原因，使系统参数发生变化，闭环系统有可能由稳定状态变成临界稳定或不稳定状态。因此，开环频率特性曲线和 点的接近程度可以用来度量系统稳定裕量的大小，即表征系统的相对稳定性。频域中通常用相位裕量 和增益裕量 来表征系统的稳定程度。 1.相位裕量 在尼奎斯特图中，如图6.26所示， 尼氏曲线与单位圆相交时的频率 称为幅值穿越频率。此时在幅值交界频率上，使系统达到不稳定边缘所需要的附加相位滞后量，称为相位裕量。在尼奎斯特图上，从原点到 轨迹与单位圆的交点可以作一条直线。从负实轴到这条直线的夹角，就是相位裕量。为了使最小相位系统稳定，相位裕量必须为正值。 2.幅值裕量 尼氏曲线与 平面负实轴的交点频率 ，成为相位穿越频率。在相位等于 的频率 上， 的倒数，称为幅值裕量。根据相位穿越频率，可求得幅值裕量,单位以dB表示时当幅值裕量以dB表示时，如果 大于1，则幅值裕量为正值，当 小于1，则幅值裕量为负值。因此，正幅值裕量（以dB表示）说明系统是稳定的，负幅值裕量（以dB表示）说明系统是不稳定的。3.关于相位裕量和幅值裕量的几点说明 （1）控制系统的相位裕量和幅值裕量，是极坐标图对 点靠近程度的度量。因此，这两个裕量可以用来作为设计准则。为了确定系统的相对稳定性，必须同时给出这两个量。 （2）对于最小相位系统，只有当相位裕量和幅值裕量都是正值时，系统才是稳定的。负的裕量表示系统是不稳定的。 （3）为了得到满意的性能，相位裕量应当在 和 之间，而幅值裕量应当大于6分贝。对于具有这些裕量的最小相位系统，即使开环增益和元件的时间常数在一定范围内发生变化，也能保证系统的稳定性。 （4）对于最小相位系统，开环频率特性的幅值和相位有确定的关系。要求相位裕量在 和 之间，即意味着在对数坐标图中，对数幅频曲线在幅值穿越频率上的斜率应大于 dB/dec。在大多数实际情况中，为了保证系统稳定，要求幅值穿越频率上的斜率为 dB/dec。如果幅值穿越频率上的斜率为 dB/dec，则系统可能是稳定的，也可能是不稳定的（即使系统是稳定的，相位裕量也比较小）。如果在 幅值穿越频率上的斜率为 dB/dec，或者更陡，则系统是不稳定的。 （5）对于非最小相位系统，除非尼氏曲线不包围 点，否则稳定条件是不能满足的。因此，稳定的非最小相位系统将具有负的相位和幅值裕量。