¿Cómo afecta un cero en la función de transferencia al ancho de banda de un sistema?

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Supongamos que tenemos un sistema con la ganancia de bucle cerrado:

\ $ \ displaystyle G (s) = \ frac {\ omega_n ^ 2} {s ^ 2 + 2 \ zeta \ omega_n + \ omega_n ^ 2} \ $

Cuál es la ganancia de bucle cerrado del sistema bipolar predeterminado. Supongamos también que el ancho de banda \ $ \ omega_0 \ $ se define con \ $ | G (j \ omega_0) | = \ frac {1} {\ sqrt {2}} | G (j0) | \ $ (definición estándar de 3dB).

Mediante la sustitución de estas dos expresiones, terminamos con:

\ $ \ omega_0 = \ omega_n \ sqrt {1-2 \ zeta ^ 2 + \ sqrt {4 \ zeta ^ 4 - 4 \ zeta ^ 2 + 2}} \ $.

- > Mi pregunta es: si agregamos un cero finito a la función de transferencia, como por ejemplo:

\ $ \ displaystyle G (s) = \ frac {(s + z) \ omega_n ^ 2} {s ^ 2 + 2 \ zeta \ omega_n + \ omega_n ^ 2} \ $

¿Qué pasará con el ancho de banda? ¿Cambiará? Sé que el cero finito solo afecta al sistema en la fase transitoria, y en la fase estable (cuando t \ $ \ rightarrow \ infty \ $) el cero no lo afecta. Sin embargo, no estoy seguro sobre el ancho de banda.

Por supuesto, podría sustituir G (s) en la expresión de ancho de banda, pero no obtendré un resultado normal.

Ayuda :)

    
pregunta Vidak

1 respuesta

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Lo que describiste inicialmente es un filtro de paso bajo de segundo orden, entonces has hecho una pequeña complicación de las cosas porque el ancho de banda es \ $ \ omega_n \ $ ie \ $ \ omega_n \ $ is el punto 3dB cuando \ $ \ zeta \ $ no hace que el filtro alcance su punto máximo, es decir, tiene un valor de \ $ \ frac {1} {\ sqrt2} \ $: -

Estábien,puedeestarintentandoderivarunaexpresióngeneral,peroesonoayudamuchoavisualizarelproblema,asíqueporahorasupongoque\$\zeta\$=\$\frac{1}{\sqrt2}\$.

Detodosmodos,moviendoeignorandosuexpresiónpara\$\omega_0\$,elanchodebandadelfiltrodepasobajoesdedca\$\omega_n\$.Luego,modificólaexpresióndelfiltrodepasobajodesegundoordenconunfiltrodepasoaltodeprimerorden(\$s+z\$).

Cuandosesmuybajo,elfiltrodepasobajonoseveafectado,apartedetenerun"factor de ganancia" de z. Si z es la unidad, la respuesta del filtro de paso bajo no se ve afectada hasta que jw se acerque a la magnitud de z; esto marca un punto 3dB inferior y la respuesta neta aumenta con una frecuencia cada vez mayor hasta que se alcanza el \ $ \ omega_n \ $ original, debido a que El filtro de paso es de segundo orden, la respuesta comienza a caer nuevamente.

Lo que ha propuesto es un filtro de paso de banda con ganancia finita en dc.

  

No estoy seguro del ancho de banda

Si el filtro de paso alto (\ $ s + z \ $) entra en juego en frecuencias significativamente más bajas que \ $ \ omega_n \ $, entonces el ancho de banda neto se reduce de \ $ \ omega_n \ $ a \ $ \ omega_n - z \ $.

Así es como lo veo de todos modos.

    
respondido por el Andy aka

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