Bode Plot
AnalysisBodePlot(伯德图)方块对线性动态系统进行频率响应分析。它同时生成并绘制两张图表:
- 幅频特性(dB 对 rad/s):显示系统在不同频率下的增益大小。
- 相频特性(度 对 rad/s):显示输出相对于输入的相位滞后或超前。
该方块在频域分析中对于评估系统稳定性至关重要,可直观读取增益裕度(Gain Margin)、相位裕度(Phase Margin)、截止频率、带宽以及谐振峰值。它通过向系统注入不同频率的正弦激励信号,并在系统达到稳态后测量幅值和相位响应,完成自动化频率扫描。
数学模型
其中 为沿虚轴()计算得到的复数传递函数。
输入与输出
| Direction | ID | Label | 类型 | Status |
|---|---|---|---|---|
| → In | in1 |
Input | number | Required |
| ← Out | out |
Result | number | Output |
参数
| 参数 | Label | 类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
inputSource |
Input Source ID | text | sine1 |
|
startFreq |
Start Frequency (rad/s) | number | 0.1 |
|
endFreq |
End Frequency (rad/s) | number | 100 |
|
pointsPerDecade |
Points Per Decade | number | 10 |
使用示例
二阶谐振系统测试
带阻尼质量-弹簧系统的频率响应分析:
SignalGenerator → TransferFunction (num: "100", den: "s^2 + 2s + 100") → BodePlot
一阶低通滤波器
系统传递函数:。伯德图在 1 rad/s 处呈现 -3 dB 截止点,高频段幅频渐近线斜率为 -20 dB/dec。
说明与最佳实践
- 稳态测量:扫频算法在每个频率点等待系统进入稳态,然后再精确提取幅值比与相位差。
- 线性假设:分析基于系统线性假设;非线性系统测试结果可能随输入信号幅值变化。
- 实时交互:可动态调整扫频范围以放大观察穿越频率与谐振尖峰。
相关模块
- TransferFunction:定义待分析的连续时间传递函数
- NyquistPlot:频域响应极坐标图(奈奎斯特图)
- FFTScope:时域信号快速傅里叶变换频谱分析仪
- SignalGenerator:提供扫频正弦波激励源