控制系統的穩定性標準

　　不太可能有大增益

　　有利的是，當今電子電路中不太可能出現35 dB的增益變化。以前，在變壓器或伺服系統(servomechanism)采用真空管電路驅動(dòng)的時(shí)候，上電序列期間的準備(warm-up)時(shí)間可能引起大的環(huán)路增益變化。因此，增益規定有必要排斥可能存在穩定性風(fēng)險的第二個(gè)點(diǎn)。此總相位滯后達-180°的頻率處的環(huán)路增益曲線(xiàn)上可見(jiàn)這增益余量，在圖3中被標記為GM。在當今電子電路中，高于10 dB的增益余量通常就足夠了，除非您的環(huán)路增益對外部參數極為敏感。

　　增益漂移的另一個(gè)示例如圖5所示。圖中顯示另一個(gè)被補償的轉換器在10 kHz時(shí)出現80°的相位余量。根據前文的討論，我們知道可能會(huì )出現增益變化，致使增益曲線(xiàn)上揚或下走。在我們的示例中，我們可以發(fā)現2 kHz附近一個(gè)區域的相位余量小到只有18°。如果出現20至25 dB的增益下降，你最后得到的控制系統就會(huì )出現相當危險的約2 kHz的低相位余量。這就會(huì )導致振蕩響應，很可能超出過(guò)沖規范。此類(lèi)系統被認為是有條件穩定。有利的是，如前所述，25 dB的增益變化并不常見(jiàn)，有這等增益余量的系統可被視為強健。然而，我看見(jiàn)過(guò)在一些設計案例中，最終使用者(您的客戶(hù))在規范中清晰標明不接受有條件的設計，要求在低于交越頻率的所有點(diǎn)提供大于60°的相位余量。在這種情況下，就強制要求補償轉換器，使得無(wú)論什么工作條件下，低于交越頻率時(shí)都不存在相位余量降低的區域。

　　穩定，或是不穩定?

　　通常認為，在交越前相位下降至低于-180°的系統是不穩定的系統。這樣的響應如圖6所示。在1 kHz后相位曲線(xiàn)快速下降，并在1.5 kHz之后的數kHz范圍內越過(guò)-180°的極限。然后相位曲線(xiàn)又上揚，在10 kHz時(shí)提供50°的相位余量。是的，此系統很穩定，只不過(guò)是因為在0 dB時(shí)我們不滿(mǎn)足方程式(7)。要記住的是，要消除方程式(3)的分母，您必須使增益大小恰好等于1且相位滯后180°或更多。在圖中，我們可以看到任何點(diǎn)都不滿(mǎn)足此條件。然而，值得一提的是，此環(huán)路極具條件相關(guān)性。如果增益減少數dB，您的相位余量將變得低于45°。增益再下降10 dB，您將進(jìn)入相位余量為0的危險區，這時(shí)會(huì )達到振蕩條件。