控制系統
波德圖(Bode plot)
波德圖是把系統的頻率響應攤成上下疊放的兩張圖:一張顯示系統對每個頻率放大或衰減多少(增益,以分貝計),另一張顯示它對每個頻率延遲多少(相位,以度計),頻率軸用對數刻度。想像把一個音頻產生器從極低掃到極高地通過系統,逐一記下每個音高下輸出有多大聲、落後多少。那次掃描就是波德圖,它揭露系統的性格——哪裡反應快、哪裡塌陷、哪裡濾掉。
工程師愛它,因為複雜的轉移函數在對數刻度上變成簡單的直線段:每個極點讓增益以每十倍頻 −20 dB 彎下、相位彎下 90°,每個零點再把它們彎回來,於是你能僅憑極零點位置手繪整條曲線。更重要的是,波德圖直接讀出穩定餘裕。找到增益穿越 0 dB 的頻率、讀那裡的相位——它高於 −180° 多少,就是你的相位餘裕。找到相位觸及 −180° 的地方、讀那裡的增益——它低於 0 dB 多少,就是你的增益餘裕。這兩個數字告訴你迴路還能再吃多少額外延遲或增益,才會翻覆成振盪。
gain(dB) = 20·log₁₀|G(jω)|; one pole ⇒ −20 dB/decade slope
用分貝與對數頻率軸的精妙之處在於:串接的方塊只需相加——疊兩個濾波器,就把它們的波德振幅曲線相加、相位曲線相加——轉移函數的相乘變成了圖形的相加。
又称
另见