Электрика

Опережающее звено по максимальной фазе

Подбирает нуль и полюс нормированного lead-звена по максимальному опережению и частоте его пика.

ϟбыстрый расчёт
онлайн
Введите данные
Данные не отправляются на сервер
Результат
Параметр α0,333333
Частота нуля5,7735 рад/с
Частота полюса17,3205 рад/с
Усиление звена на частоте пика1,7321
Формула

Как считается результат

Параметр α = ((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180))); Частота нуля = angular*sqrt(((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180)))) (рад/с); Частота полюса = angular/sqrt(((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180)))) (рад/с); Усиление звена на частоте пика = 1/sqrt(((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180))))
Пример с тестовыми данными

Требуемое максимальное опережение: 30 °; Частота максимальной фазы: 10 рад/с

Параметр α: 0,3333333333; Частота нуля: 5,773502692 рад/с; Частота полюса: 17,32050808 рад/с; Усиление звена на частоте пика: 1,732050808
О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Подбирает нуль и полюс нормированного lead-звена по максимальному опережению и частоте его пика.

Для C(s)=(1+Ts)/(1+αTs), 0<α<1, максимум фазы удовлетворяет sinφ=(1−α)/(1+α). Поэтому α=(1−sinφ)/(1+sinφ), ωz=ωm√α и ωp=ωm/√α; статическое усиление нормировано к единице.

  1. 01
    Подготовьте данные

    Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: требуемое максимальное опережение в °; частота максимальной фазы в рад/с.

  2. 02
    Проверьте единицы и условия

    Это расчёт отдельного непрерывного lead-звена, не готовый настройщик контура. Объект управления, запас по усилению, шум и реализация регулятора не учтены; требуемую фазу контура нельзя без проверки подменить максимальной фазой звена.

  3. 03
    Прочитайте результат

    Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

01

Что означают результаты

Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения.

02

Когда модель применима

Это расчёт отдельного непрерывного lead-звена, не готовый настройщик контура. Объект управления, запас по усилению, шум и реализация регулятора не учтены; требуемую фазу контура нельзя без проверки подменить максимальной фазой звена.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1
Исходные данные
Требуемое максимальное опережение: 30 °; Частота максимальной фазы: 10 рад/с
Вычисление
Для C(s)=(1+Ts)/(1+αTs), 0<α<1, максимум фазы удовлетворяет sinφ=(1−α)/(1+α). Поэтому α=(1−sinφ)/(1+sinφ), ωz=ωm√α и ωp=ωm/√α; статическое усиление нормировано к единице. Параметр α: ((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180))) = 0,3333333333. Частота нуля: (10) × sqrt(((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180)))) = 5,773502692 рад/с. Частота полюса: (10) ÷ sqrt(((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180)))) = 17,32050808 рад/с. Усиление звена на частоте пика: 1 ÷ sqrt(((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180)))) = 1,732050808.
Результат
Параметр α: 0,3333333333; Частота нуля: 5,773502692 рад/с; Частота полюса: 17,32050808 рад/с; Усиление звена на частоте пика: 1,732050808

Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения.

Пример 2
Исходные данные
Требуемое максимальное опережение: 30 °; Частота максимальной фазы: 20 рад/с
Вычисление
Параметр α: ((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180))) = 0,3333333333. Частота нуля: (20) × sqrt(((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180)))) = 11,54700538 рад/с. Частота полюса: (20) ÷ sqrt(((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180)))) = 34,64101615 рад/с. Усиление звена на частоте пика: 1 ÷ sqrt(((1-sin((30) × π ÷ 180)) ÷ (1+sin((30) × π ÷ 180)))) = 1,732050808.
Результат
Параметр α: 0,3333333333; Частота нуля: 11,54700538 рад/с; Частота полюса: 34,64101615 рад/с; Усиление звена на частоте пика: 1,732050808

Этот вариант использует другие исходные данные: Частота максимальной фазы — 20. Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения.

Формула и обозначения

Параметр α = ((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180))); Частота нуля = angular*sqrt(((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180)))) (рад/с); Частота полюса = angular/sqrt(((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180)))) (рад/с); Усиление звена на частоте пика = 1/sqrt(((1-sin(phase*pi/180))/(1+sin(phase*pi/180))))

phase — требуемое максимальное опережение, единица: °.

angular — частота максимальной фазы, единица: рад/с.

Для C(s)=(1+Ts)/(1+αTs), 0<α<1, максимум фазы удовлетворяет sinφ=(1−α)/(1+α). Поэтому α=(1−sinφ)/(1+sinφ), ωz=ωm√α и ωp=ωm/√α; статическое усиление нормировано к единице.

Практическое применение

Подбирает нуль и полюс нормированного lead-звена по максимальному опережению и частоте его пика. Для C(s)=(1+Ts)/(1+αTs), 0<α<1, максимум фазы удовлетворяет sinφ=(1−α)/(1+α). Поэтому α=(1−sinφ)/(1+sinφ), ωz=ωm√α и ωp=ωm/√α; статическое усиление нормировано к единице.

Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: требуемое максимальное опережение в °; частота максимальной фазы в рад/с.

Это расчёт отдельного непрерывного lead-звена, не готовый настройщик контура. Объект управления, запас по усилению, шум и реализация регулятора не учтены; требуемую фазу контура нельзя без проверки подменить максимальной фазой звена.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

NPTEL: расчёт фазоопережающего компенсатора ↗
Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «параметр α»?+

Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения.

Как проверить расчёт на конкретном примере?+

Требуемое максимальное опережение: 30 °; Частота максимальной фазы: 10 рад/с. Параметр α: 0,3333333333; Частота нуля: 5,773502692 рад/с; Частота полюса: 17,32050808 рад/с; Усиление звена на частоте пика: 1,732050808. Для C(s)=(1+Ts)/(1+αTs), 0<α<1, максимум фазы удовлетворяет sinφ=(1−α)/(1+α). Поэтому α=(1−sinφ)/(1+sinφ), ωz=ωm√α и ωp=ωm/√α; статическое усиление нормировано к единице.

Какие ограничения есть у метода?+

Это расчёт отдельного непрерывного lead-звена, не готовый настройщик контура. Объект управления, запас по усилению, шум и реализация регулятора не учтены; требуемую фазу контура нельзя без проверки подменить максимальной фазой звена.

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?+

Да. Полюс находится выше нуля, поэтому звено добавляет положительную фазу между ними. Усиление на пике равно 1/√α: добавление фазы сопровождается изменением амплитуды и может сдвинуть частоту пересечения. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Это расчёт отдельного непрерывного lead-звена, не готовый настройщик контура. Объект управления, запас по усилению, шум и реализация регулятора не учтены; требуемую фазу контура нельзя без проверки подменить максимальной фазой звена.