自动控制理论(9)——奈奎斯特稳定判据
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- 系列文章目录
- 前言
- 一、特征函数F(s)
- 二、奈奎斯特稳定判据
- 1.映射原理
- 2.应用步骤
- 3.求N的巧妙方法
- 三、系统的相对稳定性
- 1.相角裕量γ
- 2.幅值裕量KgK_gKg
前言
Nyquist判据是判断系统稳定性的图解法判据
一、特征函数F(s)
闭环传递函数
系统特征函数
F(s)F(s)F(s)的零点就是闭环极点
F(s)F(s)F(s)的极点就是开环极点
通过 F(s)F(s)F(s) 把开环极点与闭环极点联系起来,由开环极点来判别未知闭环极点
二、奈奎斯特稳定判据
1.映射原理
N=P−ZN=P-ZN=P−Z
NNN:GHGHGH曲线在GHGHGH平面绕(-1,j0)逆时针转的圈数
PPP:开环右极点数
ZZZ:闭环右极点数
2.应用步骤
(1)由开环传递函数确定p,v,n-m
p:开环右极点数
v:开环积分环节数
n-m:分母的次数-分子的次数
(2)绘出G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)极坐标图(ω=0+−>ω=∞ω=0^+->ω=\inftyω=0+−>ω=∞)
(3)按照镜像原则绘出ω=−∞−>ω=0−ω=-\infty->ω=0^-ω=−∞−>ω=0−
(4)从GHGHGH的ω=0−ω=0^-ω=0−起,顺时针增补模为无穷大,角度从+v900+v90^0+v900到−v900-v90^0−v900的圆弧
(5)求N,P,ZN,P,ZN,P,Z判稳定。若Z=0Z=0Z=0,闭环系统稳定
3.求N的巧妙方法
当G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)曲线的形状较复杂, N 不易找准时,常利用穿越概念求 N 。
G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)在 (-1, j0)点以左穿过负实轴时,称穿越
正穿越a:从负实轴上方到下方
负穿越b:从负实轴下方到上方
N=a−bN=a-bN=a−b
三、系统的相对稳定性
1.相角裕量γ
ωcω_cωc:幅值穿越频率,此时G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)幅值等于1
2.幅值裕量KgK_gKg
ωgω_gωg:相位穿越频率,此时G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)G(jω)H(jω)相角等于-180
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