RC电路(三):零点和极点

news2024/9/21 2:49:31

一、零极点定义

零点和极点是在自动控制原理中用于描述系统特性的概念。‌

  • 零点(Zero):‌在传递函数的分子多项式等于零的解。即当系统的输入信号等于零时,‌输出信号不为零的情况下,‌输入信号与输出信号相等的点。‌在数学和电学中,‌零点也是系统程度上不能再超过的界限,‌具有特定的数学和物理意义。‌

  • 极点(Pole):‌在传递函数的分母多项式等于零的解。即当系统的输入信号不为零时,‌输出信号为零的情况下,‌输入信号与输出信号相等的点。‌极点的性质决定系统的稳定性,‌对系统的稳定性有直接影响。‌

        零、极点定义了滤波器的特征,可以分析系统如何响应不同输入频率的信号的信息。

二、对系统影响

        在电路理论和控制系统工程中,波特图提供了零、极点与系统输入与输出行为之间关系的直观可视化。

1、零点的影响

        零点在波特图上表现为增益的上升。零点越靠近高频,对应的增益越高,而在低频时增益较低;在零点附近,相位角变化较大,可引起系统的相位提升。一阶 RC 高通滤波器如下图所示:

        其传递函数的拉氏变换为 H(s)=\frac{R_{1}}{\frac{1}{sC_{1}}+R_{1}}=\frac{sC_{1}R_{1}}{1+sC_{1}R_{1}},因此一阶 RC 高通滤波器的零点为 s=0,极点为 s=-\frac{1}{R_{1}C_{1}},其幅频与相频波特图如下所示

        由上图可以看出,在零点处,频率响应的振幅曲线的斜率增加。对于一阶系统,当角频率达到零点时,振幅曲线的斜率增加 20 dB/dec。这表示系统对该频率的信号的衰减更快。

2、极点的影响

        极点在波特图上表现为增益的下降。极点越靠近低频,对应的增益越高,而在高频时增益较低;在极点附近,相位角变化较大,可引起系统的相位延迟。 一阶 RC 低通滤波器如下图所示: 

        其传递函数的拉氏变换为 H(S)=\frac{\frac{1}{sC_{1}}}{\frac{1}{sC_{1}}+R_{1}}=\frac{1}{1+sC_{1}R_{1}},因此一阶 RC 高通滤波器的极点为 s=-\frac{1}{R_{1}C_{1}},其幅频与相频波特图如下所示       

        由上图可以看出,在极点处,频率响应的振幅曲线的斜率减小。对于一阶系统,当角频率达到极点时,振幅曲线的斜率减小 20 dB/dec。这表示系统对该频率的信号的衰减更慢

三、环路补偿

        环路补偿电路也称作补偿器,一般有单极点补偿双极点单零点补偿三极点双零点补偿,通常极点数总是多于零点数,这样可以提高系统的阶数,保持稳定。

1、单极点补偿

        单极点补偿,也叫主极点补偿,适用于电流型控制以及工作在DCM 方式且滤波电容的ESR 零点频率较低的电源。原理是把控制带宽拉低,在功率部分或加有其他补偿的部分的相位达到180 度以前使其增益降到 0dB。

2、双极点单零点补偿

        双极点单零点补偿适用于功率部分只有一个极点的补偿,如所有电流型控制和非连续方式电压型控制。

3、三极点双零点补偿

        三极点双零点补偿适用于输出带LC谐振的拓扑,如所有没有用电流型控制的电感电流连续方式拓扑。

        

  • C1 和 R2 的主要作用是提升相位(提高低频增益),在保证稳定的情况下是越小越好;C2增加了一个高频极点,降低开关噪声干扰。
  • 串联 C1 实质是增加一个零点,零点的作用是减小峰值时间,使系统响应加快,并且闭环越接近虚轴,效果越好,理论上C1 越大越好,但考虑到超调量和调节时间,因为零点越距离虚轴越近,闭环零点修正系数Q越大,而Q与超调量和调节时间成正比,所以又不能太大,因此闭环零点要折中考虑。
  • 并联 C2 实质是增加一个极点,极点的作用是增大峰值时间,使系统响应变慢,所以理论上C2也是越大越好,但考虑到当零极点彼此接近时,系统响应速度相互抵消,因此系统的 C1 要比 C2 大。            

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2034907.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

人工智能系统测试生命周期详解之测试数据准备

前面的文章里我们已经整体介绍过了人工智能测试的生命周期,它需要经历测试需求的分析、测试环境的准备、数据的准备与验证、测试的执行预分析以及上线后的监控这样一个过程。前面的文章已经为大家介绍了人工智能系统测试生命周期的“需求分析”环节和“测试环境准备…

SPSS-主成分分析实践

相信各位小伙伴都知道主成分分析的原理,我们今天用SPSS来实现一下主成分分析 主成分分析步骤 对原来的全部指标进行标准化,以消除变量在水平和量纲的影响根据标准化的数据矩阵求出相关系数矩阵求出协方差矩阵的特征根和特征向量确定主成分,…

DRM(Direct Rendering Manager)直接渲染管理

DRM是Linux 内核的一个子系统,负责与现代显卡的GPU进行交互。DRM 公开了一个API (libdrm),用户空间程序可以使用该API 向 GPU 发送命令和数据并执行诸如配置显示器模式设置之类的操作。DRM 最初是作为X 服务器直接渲染基础架构的内核空间组件开发的&…

大规模复杂场景三维重建与理解——学习笔记

一、完整的大规模复杂场景三维重建与理解系统 一个完整的大规模复杂场景三维重建与理解系统包含“自主式场景数据获取->高精度联合位姿解算->完整化三维几何重建->细粒度三维语义分割->结构化三维矢量表达->全天候长时定位定姿->高时效地图增量更新”等模块。…

2022年第一至第四批专精特新“小巨人”企业数据,企业名称、经营范围、公示批次等字段可查询

基本信息. 数据名称: 第一至第四批专精特新“小巨人”企业数据 数据格式: Shpxlsx 数据时间: 2022年 数据几何类型: 点 数据坐标系: WGS84坐标系 数据来源:《中国城市统计年鉴》中统计的工业企业数相关数据,对象为地级及以上的城市,统计…

【书生大模型实战营第三期 | 进阶岛第2关-Lagent 自定义你的 Agent 智能体】

学习心得:Lagent 自定义你的 Agent 智能体 摘要 Lagent 是一个为大语言模型设计的轻量级开源智能体框架,它不仅支持多种智能体范式,如 AutoGPT、ReAct,还集成了多种工具,包括但不限于 Arxiv 搜索、Google 搜索等。通…

电子行业数字工厂管理系统解决方案

电子行业数字工厂管理系统解决方案是针对电子企业特定需求而设计的一套综合管理系统,旨在通过数字化手段提升生产效率、优化资源配置、降低运营成本,并确保高品质产品的输出。以下是一个详细的电子行业数字工厂管理系统解决方案的概述: 一、系…

C语言:字符函数,字符串函数

在编程的过程中,我们经常要处理字符和字符串,为了方便操作字符和字符串,C语言标准库中提供了一系列库函数。 一. 字符分类函数 C语言中有一系列的函数是专门做字符分类的,也就是一个字符是属于什么类型的字符的。 这些函数的使用…

你知道AI模型是如何学习的吗?

在人工智能的广阔天地中,AI模型的学习方式不仅决定了其智能行为的深度和广度,更是推动技术进步和应用创新的关键动力。随着AI技术的飞速发展,我们越来越意识到,深入了解AI的学习机制对于把握其潜能至关重要。 我们将从基础概念出…

hive之greatest和least函数

1、greatest函数: greatest(col_a, col_b, ..., col_n)比较n个column的大小,过滤掉null或对null值进行处理,当某个column中是string,而其他是int/double/float等时,返回null; 举例: select g…

Python 中的变量赋值、多重赋值

更多资料获取 📚 个人网站:ipengtao.com 在编程中,变量赋值是最基础的操作之一。Python 作为一门动态类型语言,其变量赋值和多重赋值具有独特的灵活性和简洁性。本文将详细介绍 Python 中的变量赋值、多重赋值,并包含…

基于Ascend C的Matmul算子性能优化最佳实践

矩阵乘法是深度学习计算中的基础操作,对于提升模型训练和推理速度至关重要。昇腾AI处理器是一款专门面向AI领域的AI加速器,其AI Core采用达芬奇架构,以高性能Cube计算引擎为基础,针对矩阵运算进行加速,可大幅提高单位面…

JavaScript 逆向爬取实战

准备介绍: 当我们学习完整个 JS 逆向技巧后,这里是一次完整的分析爬取实战 案例介绍 本节案例网站不仅在 API 参数有加密, 而且前端 JS 也带有压缩混淆,其前端压缩打包工具使用 webpack , 混淆工具使用 javascript-obfuscator 。…

Spring @Transactional事务传播行为详解

目录 一、无事务情况 二、有事务情况 REQUIRED SUPPORTS MANDATORY REQUIRES_NEW NOT_SUPPORTED NEVER NESTED Spring的事务传播机制用于控制在多个事务方法相互调用时事务的行为。 在复杂的业务场景中,多个事务方法之间的调用可能会导致事务的一致性&…

谷粒商城【renren-fast-vue】:npm install 报错

谷粒商城【renren-fast-vue】:npm install 报错 报错信息报错原因解决办法 报错信息 谷粒商城【renren-fast-vue】:npm install 报错 npm install 下载依赖的时候报错sass 版本与 node 版本不对应 报错原因 直接使用 npm 下载依赖,可能会…

RCE技巧

RCE技巧 Linux命令长度限制突破方法8个字符限制绕过过滤英文字母和数字php版本7php版本5 Linux命令长度限制突破方法 8个字符限制绕过 <?php <?php $param $_REQUEST[param]; if (strlen($param) < 8) {echo shell_exec($param); }shell_exec — 通过 shell 执行…

【大模型从入门到精通14】openAI API 构建和评估大型语言模型(LLM)应用2

这里写目录标题 评估大型语言模型&#xff08;LLM&#xff09;输出的方法构建评估标准实施评估协议利用专家比较案例研究评估客户服务聊天机器人学术文本摘要高级评估技术 评估大型语言模型&#xff08;LLM&#xff09;输出的方法 评估大型语言模型&#xff08;LLM&#xff09…

甄选范文“论软件设计方法及其应”软考高级论文系统架构设计师论文

论文真题 软件设计(Software Design,SD)根据软件需求规格说明书设计软件系统的整体结构、划分功能模块、确定每个模块的实现算法以及程序流程等,形成软件的具体设计方案。软件设计把许多事物和问题按不同的层次和角度进行抽象,将问题或事物进行模块化分解,以便更容易解决…

无人机之电机篇

一、无人机使用什么类型的电动机 无人机主要使用直流无刷电机和伺服电机。 直流无刷电机通常用于无人机的推进系统&#xff0c;因为它具有强大的驱动力和高功率输出&#xff0c;能够为无人机提供足够的推力。 此外&#xff0c;直流无刷电机具有电动机启动转矩大、无刷向触点…

MTF-SFR总结/探讨

空间频率响应&#xff08;SFR&#xff09;定义 在iso12233:2000中&#xff0c;空间频率响应&#xff08;SFR&#xff09;测量被定义为通过分析倾斜黑白边缘附近的相机数据而测量的值。 图像清晰度测试方法 通过ISO12233测试图像清晰度的方法&#xff0c;一般有 TVline测试和S…