最小相位系統是在一定的幅頻特性情況下,其相移為最小的系統;如果閉環系統的開環傳遞函數極點和零點的實部都小於或等於零,則稱它為最小相位系統,最小相位系統的特徵是幅頻特性和相頻特性直接關聯,所有極點與零點都在左半平面,所有的極點與零點都在單位圓內。
本教學操作環境:windows10系統、DELL G3電腦。
什麼是最小相位系統
對於閉環系統,如果它的開環傳遞函數極點和零點的實部都小於或等於零,則稱它為最小相位系統,如果開環傳遞函數中有正實部的零點或極點,或有延遲環節,則稱系統為非最小相位系統。因為若把延遲環節用零點和極點的形式近似表達時(泰勒級數展開),會發現它具有正實部零點。
特 點:幅頻特性與相頻特性直接關聯
性 質:所有極點與零點都在左半平面(連續時間系統);所有的極點與零點都在單位圓內
最小相位系統(minimum-phase system)在一定的幅頻特性情況下,其相移為最小的系統,也稱為最小相移系統。此系統的系統函數(亦稱網路函數或傳遞函數)與非最小相位系統相比,二者的幅頻響應特性是相同的,但前者的相位絕對值則較後者為小。在保持系統函數的幅頻響應特性不變的情況下,使其相位最小的充分必要條件是:對於類比訊號系統,要求其零點(即使系統函數為零的複頻率值)僅位於S平面(即複頻域平面)的左半平面或虛軸上;對於離散訊號系統,則要求其零點僅位於Z平面(即離散訊號複頻域平面)的單位圓內或單位圓上。常可用於進行相位校正。
對於連續時間系統,如果控制系統開環傳遞函數的所有極點和零點均位於s左半平面上,則稱該系統為最小相位系統。對於離散時間系統,則是所有零極點均位於單位圓內。
一個系統被稱為最小相位系統,當且僅當這個系統是因果穩定的,有一個有理形式的系統函數,並且存在著一個因果穩定的逆函數。
最小相位系統主要有以下2個特點:
1、如果兩個系統有相同的幅頻特性,那麼對於大於零的任何頻率,最小相位系統的相角總小於非最小相位系統;
2、最小相位系統的幅頻特性和相頻特性直接關聯,也就是說,一個幅頻特性只能有一個相頻特性與之對應,一個相頻特性只能有一個幅頻特性與之對應。對於最小相位系統,只要根據對數幅頻曲線就能寫出系統的傳遞函數。
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