我五百二十二章 奈奎斯特穩定判據(電磁學)(第1/1頁)
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在貝爾實驗室,有很多偉大的實驗研究,很多機械與電子學的完美結合的發明,都出自那個地方。而在這裡系統的穩定性控制,也成為了常見又重要的課題。
系統的穩定性控制,當然由電子來反映,因為把所有的系統轉化成電流電壓和電阻的數值,並加以記憶,就可以準確的去分析這個系統的變化了。
剩下的僅僅是依據如何去分析這樣的變化而已。
奈奎斯特開始面對這個問題了,很多系統在他的眼前就是一堆電壓和電流的變化圖,他必須要從中找到什麼是穩定的,什麼是不穩定的。
奈奎斯特找到了很多穩定的和不穩定的模型,來區分其中的圖形,像找到一種簡單的辦法,透過這個這個辦法快速的判斷出來這個模型是否穩定。
1932年奈奎斯特發現了一種穩定判據,用於確定動態系統穩定性的一種圖形方法。
從電壓的反饋中找到一種函式,當然這種阻抗圖是一種複函式,所以需要做一個複變函式圖F(s)。
在這個複變函式圖中根據輻角原理,找這個函式的一個截面的逆時針曲線包裹了幾個零點和極點。
令 F(s)=1+G(s)h(s)=1+b(s)\/A(s)=[A(s)+b(s)]\/A(s),那麼F(s)的極點為A(s),也是開環傳函的極點;F(s)的零點為A(s)+b(s),是閉環傳函的極點。不得不說,F(s)是非常巧妙的構造,F(s)聯絡開環傳函和閉環傳函;同時它的零點就是閉環傳函的極點,正是我們判穩所需要的,即F(s)沒有在s座標實部大於0的零點,系統就是穩定的!
它只需檢查對應開環系統的奈奎斯特圖,可以不必準確計算閉環或開環系統的零極點就可以使運用(雖然必須已知右半平面每一種型別的奇點的數目)。
因此,他可以用在由無理函式定義的系統,如時滯系統。
與波特圖相比,它可以處理右半平面有奇點的傳遞函式。此外,還可以很自然地推廣到具有多個輸入和多個輸出的複雜系統,如飛機的控制系統。
奈奎斯特准則廣泛應用於電子和控制工程以及其他領域中,用以設計、分析反饋系統。儘管奈奎斯特判據是最一般的穩定性測試之一,它還是限定線上性非時變(LtI)系統中。
非線性系統必須使用更為複雜的穩定性判據,例如李雅普諾夫或圓判據。雖然奈奎斯特判據是一種圖形方法,但它只能提供為何系統是穩定的或是不穩定的,或如何將一個系統改變得穩定的有限直觀感受。而波德圖等方法儘管不太一般,有時卻在設計中更加有用。