控制工程基礎

提高迴路轉移函數的增益後,相位邊限由60°減少為30°。閉迴路步階響應的變化正確的是下列何者?

  1. A過衝變小、振盪消失,但響應變慢
  2. B相位邊限是頻率響應的指標,因此不影響步階響應的形狀
  3. C響應有變快的傾向,但過衝變大,振盪也較難平息
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正確答案:C. 響應有變快的傾向,但過衝變大,振盪也較難平息

提高增益會使增益交越頻率提高、響應變快,但相位邊限減少時,閉迴路的阻尼比會變小。作為經驗法則,阻尼比 ζ 可估計為相位邊限(度)的約100分之1。對迴路轉移函數為 ωn²/(s(s + 2ζωn)) 的標準系統,相位邊限60°時過衝約9%,30°時約42%。相位邊限趨近0時會接近持續振盪,變成負的時候則不穩定。

  • A. 這是相位邊限增加時的傾向,正好相反。
  • B. 相位邊限與步階響應的過衝以及振盪平息的方式密切相關。
  • C. 正確。速度與穩定的餘裕是取捨的關係。
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