システム安定性マージンは、制御システム解析において重要な指標です。 それらは、システムが不安定になる前に許容できるどのくらいのゲインまたはフェーズの変動を示す。 SimulinkとBodeプロットを使用して、エンジニアは、システムの堅牢性を確保するために、これらのマージンを効果的に評価することができます。

安定性の証拠金を理解する

安定性マージンには、ゲインマージンとフェーズマージンが含まれます。 利益マージンは、システムゲインが不安定性が発生する前にどれだけ増加できるかを測定します。 フェーズマージンは、システムが不安定になる前に、どのくらいのフェーズシフトを追加できるかを示します。 両方とも、オープンループ転送機能のボデプロットから派生しています。

シムリンクのボウドプロットを生成

安定性マージンを分析するには、まず、オープンループ転送機能を備えたSimulinkモデルを作成します。 制御システムツールボックスから「Bode Plot」ブロックを使用して、システムの周波数応答を視覚化します。 ブロックを設定して、適切な周波数範囲にわたって大きさと相のプロットを表示させます。

安定性の証拠金を計算する

ボルデプロットが生成されると、マニチュードプロットが0 dBを交差させるゲインクロスオーバー周波数を識別します。ゲインマージンは、現在のゲインからこのポイントに到達するために必要なゲイン増加の量です。同様に、フェーズプロットが交差するフェーズクロスオーバー周波数 -180°を見つけます。フェーズマージンは、現在のフェーズと -180°の差です。

Simulinkの多くの制御システム解析ツールは、これらのマージンを自動的に計算することができます。マニュアル解釈なしで正確な値を得るために、「マージン」ブロックまたは「制御システムデザイナー」アプリを使用します。