控制·机器人

频率响应·稳定性模拟器

在控制·机器人领域中专注于频率响应·稳定性，可比较相关计算条件、公式、设计判断的模拟器集合。

25 个仿真器

相邻类别

电磁学·电路 振动·动力学 AI·计算机科学 机械要素

工具列表

MRAC自适应控制参考模型追踪模拟器
Adaptive Control MRAC Simple Simulator
频率响应·稳定性
实时观察 MRAC 自适应：对象输出追踪参考模型、追踪误差缩小、适应增益收敛。调节对象/模型时间常数、适应增益 γ 与外扰，理解模型参考自适应控制原理。
姿态控制推进器调整模拟器
Attitude Control Thruster Sizing Simulator
频率响应·稳定性
人工卫星的姿态控制(RCS)推进器通过模拟设计，实时计算所需推力、推进剂质量。支持齐奥尔科夫斯基方程。
RCS姿态控制推进器推进剂
超前滞后补偿器的波特图设计模拟器
Bode Lead Lag Compensator Simulator
频率响应·稳定性
Bode超前Lag补偿器在线模拟器，实时显示幅频相频和极零图，帮助工程师快速验证控制系统稳定裕度和补偿器设计效果。
波特图·频率响应模拟器
Bode Plot
频率响应·稳定性
本文介绍波特图（频率响应）的实时绘制与分析功能，可自动生成传递函数的增益图与相位图，并计算幅值裕度、相位裕度、穿越频率等关键参数，辅助进行系统稳定性判断。适用于控制系统设计与频域分析。
波特图频率响应相位裕度增益裕度
波特图模拟器
Control Bode
频率响应·稳定性
伯德图模拟器实时生成传递函数的增益曲线和相位曲线。支持稳定性判别、增益裕度和相位裕度解析。控制系统设计必备工具。
波特图控制工程传递函数稳定性
描述函数法模拟器
频率响应与稳定性
描述函数法模拟器：将继电器、饱和、死区等非线性元件替换为振幅相关的等效增益 N(A)，由线性部分轨迹 L(jω) 与临界曲线 −1/N(A) 的交点预测极限环的振幅、频率与周期。非线性控制工具。
扰动观测器(DOB)模拟器 — PI单独的扰动抑制比较
Disturbance Observer (DOB) Simulator — DOB+PI vs. PI Alone
频率响应·稳定性
扰动观测器(DOB)与PI控制的扰动抑制性能比较仿真。验证Q滤波时常数、模型误差的影响的控制设计工具。
扰动观测器DOBPI控制Q滤波器
增益调度控制模拟器
Gain Scheduling Control Simulator
频率响应·稳定性
增益调度控制模拟器：非线性系统控制工具。对比固定增益控制与增益调度控制，实时分析运行点变化对控制特性的影响。
增益调度非线性控制运行点环路增益
反向响应模拟器 — 右半平面零点(RHP zero)的阶跃响应
Inverse Response Simulator — Step Response of an RHP-Zero Process
频率响应·稳定性
模拟含右半平面零点的过程阶跃响应和逆应答特性，理解RHP零点影响和PI控制设计的CAE工具。
反向响应RHP zero右半平面零点非最小相位
朱里稳定判别模拟器 — 离散时间系统
Jury Stability Test Simulator
频率响应·稳定性
离散时间控制系统的稳定性判别模拟器。通过朱利表从特征多项式系数判定单位圆内根。z平面绘图和根绝对值图形进行确认。
朱里稳定判别离散时间系统数字控制单位圆
环路成形设计模拟器 — 波特图和稳定裕度
Loop Shaping Simulator — Bode Plot and Stability Margins
频率响应·稳定性
环路成形设计模拟器：实时仿真PI补偿与开环频率响应，通过伯德图优化增益穿越频率、相位裕度和稳定裕度，支持控制系统设计验证。
环路成形波特图PI补偿相位裕度
尼科尔斯图模拟器
Nichols Chart Simulator
频率响应·稳定性
开环传递函数的频率响应，用相位（横轴）和增益（纵轴）合并到一个图上绘制的工具。改变增益、时常数、无差拍时间，增益裕度·相位裕度·共振峰会实时显示，可以直观地研究闭环系统有多稳定。
尼科尔斯图增益裕度相位裕度频率响应
奈奎斯特曲线·稳定裕度模拟器
Nyquist Criterion
频率响应·稳定性
奈奎斯特图模拟器通过开环传递函数的增益调整，自动计算稳定裕度、增益裕度和相位裕度。同时绘制制控系统稳定性分析所需的伯德图。
奈奎斯特稳定判别增益裕度相位裕度
纯滞后的帕德近似模拟器
Padé Approximation of Time Delay Simulator
频率响应·稳定性
死区时间的帕德近似模拟器：传递函数近似的相位特性·带宽·欠调量实时体验。Padé近似、右半平面零点对控制设计的影响确认。
帕德近似纯滞后时间延迟传递函数
粒子滤波器模拟器
Particle Filter Simulator
频率响应·稳定性
粒子滤波器模拟器可视化隐藏状态估计和去噪。实时分析粒子数、重采样、顺序蒙特卡洛法的影响。
粒子滤波器逐次蒙特卡洛状态估计重采样
极点配置法模拟器 — 状态反馈设计
Pole Placement Simulator — State Feedback Design
频率响应·稳定性
2阶单输入系统 ẋ=Ax+Bu 的状态反馈增益 K 通过极点配置法求解的免费模拟器。改变系统矩阵 A 和期望闭环极点，实时计算并可视化反馈增益 k1、k2、开环极点、闭环极点和阶跃响应。
极点配置状态反馈反馈增益闭环极点
机器人手臂雅可比奇异点模拟器
Robot Arm Jacobian Singularity Simulator
频率响应·稳定性
2连杆平面机械臂的雅可比矩阵 det(J)、可操作性 (Yoshikawa)、奇异值、条件数实时计算。边界奇异点、内部奇异点、可操作性椭圆体可视化，可用于DLS逆运动学和路径规划的预评估。
机器人手臂雅可比奇异点操纵度
2连杆机器人手臂正逆运动学模拟器
Robot Arm Kinematics
频率响应·稳定性
2连杆机器人手臂的正运动学(FK)和逆运动学(IK)在浏览器上直观学习的模拟器工具。通过调整关节角度或点击目标位置指定，实时可视化动作。最适合于机器人工程的理解和算法验证。在NovaSolver上体验原理。
机器人运动学逆运动学操纵器
根轨迹法控制系统设计工具
Root Locus
频率响应·稳定性
本文介绍根轨迹法这一经典控制系统设计工具。通过设置开环极点与零点，可实时绘制增益K变化时闭环极点在s平面上的运动轨迹。工具自动计算渐近线、稳定裕度及系统阶跃响应，并详解轨迹起点（K=0时始于开环极点）、终点（K→∞时终于开环零点或无穷远）及渐近线角度与重心的计算公式，助力工程师直观分析与设计稳定控制系统。
根轨迹控制系统设计闭环极点稳定裕度
劳斯-赫尔维茨稳定判别模拟器
Routh-Hurwitz Stability Criterion Simulator
频率响应·稳定性
劳斯-赫尔维茨稳定判别模拟器：从特性方程式系数自动判定控制系统稳定性。劳斯阵列和根轨迹稳定判别，是控制理论学习的最佳工具。
劳斯-赫尔维茨稳定判别特征方程劳斯阵列
二阶系统阶跃响应(稳定时间)模拟器
Second-Order Step Response Simulator
频率响应·稳定性
二阶系统的阶跃响应模拟器。改变自然频率和阻尼比，实时计算调节时间、上升时间、超调量。可视化控制设计的时间响应指标。
二阶系统阶跃响应稳定时间超调量
滑动模式控制 — VSC和鲁棒性
Sliding Mode Control — VSC and Robustness
频率响应·稳定性
滑动模式控制（SMC）模拟器。采用边界层切换律 u=-k·sign(s)，将受外乱的2阶系统驱动至原点收敛。可视化滑动面系数c、切换增益k、边界层宽度φ、外乱振幅d变化对鲁棒性和抖动的影响。
滑动模式控制SMCVSC可变结构控制
电力系统频率下垂控制模拟器 — Primary Response
Smart Grid Frequency Droop Control Simulator
频率响应·稳定性
电力系统的频率下垂控制（Primary Frequency Response）模拟。改变负荷扰动、系统惯性 H、下垂率 R、死区、AGC 增益，计算 Δf、RoCoF、nadir、恢复时间、系统适配性的免费工具。支持 50Hz/60Hz 系统。
电力系统频率控制Frequency DroopPrimary Response
状态空间可控性模拟器
State-Space Controllability Simulator
频率响应·稳定性
判定二阶线性时不变系统 ẋ=Ax+Bu 能控性的免费模拟器。改变系统矩阵 A 和输入向量 B，即可实时计算能控性矩阵 𝒞=[B AB]、其行列式、秩以及能控/不能控判定，并以平面上的列向量进行可视化。
可控性状态空间可控矩阵卡尔曼判定
稳态误差和系统型(类型)模拟器
Steady-State Error vs System Type Simulator
频率响应·稳定性
用古典控制理论解释稳态误差与系统型的关系。根据积分器数量和输入信号来确定稳态误差，可实时模拟增益调整对追踪性能的影响。
稳态误差系统型类型位置常数

使用指南

  1. 在cat-filter输入栏设置控制系统的传递函数参数(分子·分母的系数)
  2. 指定频率范围(例：0.1～1000 rad/s)和扫频点数，点击模拟运行按钮
  3. 波特图(增益特性·相位特性)和奈奎斯特曲线自动生成，显示系统的稳定性判定

具体计算示例

PID控制系统示例：传递函数G(s)=100(s+1)/(s(s+10)(s+50))中，在频率f=10Hz时的响应计算得增益20dB、相位-120°。铝制机器人手臂(转动惯量0.5kg·m²)的角速度控制中，在截止频率50rad/s时确保衰减比0.7，奈奎斯特曲线在(-1,0)左侧迂回，得到稳定判定。

实际应用的注意事项