Stability Margins 是控制系统设计和分析中的重要概念,它提供了系统稳定性的定量度量
稳定裕度主要有两种:
- 幅值/增益裕度(Gain Margin)
- 相角/相位裕度(Phase Margin)
注意
幅值裕度
是指在不引起系统不稳定的情况下,系统增益可以增加的最大倍数

穿越频率 :
-
Nyquist 图中,与负实轴交点对应的频率
-
Bode 图中, **对数相频特性为-180°**对应的频率
幅值裕度:
h&=\dfrac{1}{A(\omega _{x})} \;\; {\color{red}\Leftrightarrow} \; \;h(dB)=20\lg(h) \;dB\, =\,-20\lg (A(\omega )) \; dB \end{align}$$ - $h>1\quad h(dB)>0$ 即在单位圆内 $(-1,j 0)$ 的右边,系统稳定 - $h<1\quad h(dB)<0$ 即在单位圆内 $(-1,j 0)$ 的左边,系统不稳定 >[!important] 注意 > > 幅值裕度可能无法得到:如果相频全在-180°以上,自然就不存在幅值裕度 ### 相角裕度 是指在不引起振荡的情况下,系统相位可以延迟的最大角度  **剪切/截止频率 $\omega_{c}$**: 增益为 1 时,对应的频率 - Nyquist 图中,与**单位圆相交**的频率 $A(\omega_{c})=1$ - Bode 图中,**对数幅频特性为 0** 时对应的频率 $L(\omega_{c})=0dB$ **相角裕度**: $$\begin{align} \gamma=180^{\circ}+\phi(\omega _{c}) \end{align}$$ - 当 $\gamma>0^{\circ}$ 时,系统稳定 - 当 $\gamma<0^{\circ}$ 时,系统不稳定 