开环 Bode 图 L(jω) —— OPEN 模式测到的曲线
增益 dB
相位 °
闭环 |T| dB
▲PM ●GM 标记
闭环阶跃响应(时域仿真)—— 稳定性的直观后果
目标位置阶跃 → 马达实际位置。PM 越小,过冲振铃越猛;PM≤0 直接发散(振荡)。
动手实验建议:
① 只拉高 Kp:增益曲线整体上移 → 0dB 穿越右移(带宽↑)但 PM/GM 双降,阶跃开始振铃 —— 这正是驱动 IC 里 loop gain 寄存器的作用,也是环路增益校准只测 10Hz 一个点就够的原因(曲线是刚性平移的);
② 只拉高 Ki:低频增益抬升(稳态准),但低频相位被拖向 -90°,PM 被吃掉;
③ 只拉高 Kd:相位曲线在中频被"顶起来"(相位超前),PM 明显回升,允许更高带宽 —— 代价是高频增益抬升;
④ 按下「危险!」预设:PM 接近 0,阶跃响应剧烈振荡 —— 产线 FRA 测试就是为了在出货前抓住这种情况。
固件对应:PM/GM 由 fra_test.c: cal_fra_result() 在开环曲线上插值求得;-3dB 带宽由 cal_neg3db_freq_phase_margin() 在闭环曲线上求得。