При составлении определителей по указанной схеме коэффициенты с индексом, превышающим степень характеристического уравнения, заменяются нулями. Поэтому для уравнения четвёртой степени получаются следующие определители:
,
,
,
.
Видно, что все последовательные определители являются главными
диагональными минорами определителя . Так как последний столбец содержит только один отличный от
нуля элемент
, расположенный на
главной диагонали, то выполняются равенства:
.
Отсюда следует, для характеристического уравнения степени выполняются
следующие равенства:
,
,
,
.
Так, для характеристического уравнения степени
,
, для уравнения
степени
,
.
Достоинство критерия Рауса-Гурвица – относительная простота вычислений. Недостатком является то, что область применения этого критерия ограничена линейными цепями с сосредоточенными параметрами, поскольку только в этом случае передаточная функция представляет частное двух многочленов.
Геометрический критерий устойчивости (Критерий Найквиста)
В характеристическом уравнении () произведение ()
есть не что иное, как передаточная функция последовательного соединения
двух звеньев – усилителя и четырёхполюсника обратной связи. Обычно передаточную
функцию называют передаточной функцией
системы с разомкнутой обратной связью.
Выражение () описывает отображение комплексной
плоскости р на другую комплексную плоскость . Если
,
,
- корни характеристического
уравнения
,
,
- корни
характеристического уравнения
, то на комплексной плоскости
всем этим точкам
будет соответствовать единственная точка
. Отсюда вытекаеткритерий
устойчивости, позволяющий судить о возможности самовозбуждения системы с
обратной связью: если образ правой полуплоскости комплексной переменной р при
отображении вида () содержит точку
,
то система с замкнутой обратнойсвязью неустойчива.
Роль параметра функции играет частота
, которая изменяется
от
до
. Кривая зависимости
называется амплитудно-фазовой характеристикой
(АФХ) разомкнутой системы. В практических случаях модули коэффициентов
передачи стремятся к нулю с ростом частоты. Поэтому АФХ проходит через точку
. Кроме того, АФХ симметрична относительно
вещественной оси на плоскости
,
поскольку
. Очевидно, что АФХ
для физически реализуемых систем представляют замкнутые кривые в плоскости
.
В теории функций комплексного переменного []
показывается, что при отображении вида () образом правой полуплоскости является внутренняя
область, охватываемая кривой АФХ. Критерий устойчивости, вытекающий из
описанного построения, известен под названием критерия Найквиста: если
АФХ разомкнутой системы охватывает точку (1, j0), то замкнутая система
устойчива.
Если исходный контур на плоскости р задан в виде
контура на рис. a соответствующий ему контур на плоскости
Н (рис. б) называется годографом функции .
a/ b/
Рис.
Обходу контура С на рис. a/ в
положительном направлении (против часовой стрелки) соответствует обход
годографа при изменении частоты от
до
, т.е. также против
часовой стрелки (рис. б).
Очевидно, что вся правая плоскость р преобразуется на плоскости Н во внутреннюю область годографа. Следовательно, если годограф передаточной функции разомкнутого тракта не охватывает точку 1, j0, то при замыкании цепи обратной связи система устойчива, в противном случае система неустойчива.
3.8. Прохождение АМ колебания через резонансный усилитель
На вход одноконтурного резонансного усилителя, изображённого на рис. , поступает АМ колебание
.
()
Требуется определить колебание на выходе усилителя.
Колебательный контур усилителя, является инерционной цепью, что и приводит к изменению параметров выходного колебания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.