Система также находится на границе устойчивости, если годограф Михайлова начинается из начала координат.
Критерий Михайлова, основанный перемежаемости корней уравнений U(w)=0 и V(w)=0.
1) w=0, U(0)=0, V(0)=0
2) w=0, U(w)=k
Если при V’(0)>0 и U(0)>0 система будет устойчивая, корни перемежаются.
Критерий Найквиста.
Критерий Найквиста позволяет определить устойчивость замкнутой системы по годографу или комплексному коэффициенту передачи разомкнутой системы.
вспомогательная
функция
Критерий Найквиста для системы устойчивой в разомкнутом состоянии.
Для устойчивой системы в разомкнутом состоянии замкнутая система будет устойчивая, если изменение аргументов вспомогательной функции будет равна нулю.
Если система в
разомкнутом состоянии была устойчивая, она будет устойчивая и в замкнутом состоянии,
если годограф Wp(w) охватывает точку
[-1; j0] при изменении 0<w<
Пример.
Определение предельного коэффициента усиления, при котором система будет находиться на границе устойчивости.
0
Im(w1)=0
W(w1)=0A
Для нахождения Кпред необходимо приравнять мнимую часть Wp(jw)=0 и найти значение частоты w1 при котором происходит пересечение вещественной оси и найденное значение подставим в выражение модуля Wp(jw) и тем самым определим 0A.
Критерий Найквиста для системы нейтральной в разомкнутом состоянии.
Согласно критерию Найквиста система в замкнутом
состоянии неустойчива, т.к. .
Но с другой стороны по критерию Гурвица система с характеристическим уравнением 2- го порядка устойчива всегда с любым значением k, т.е. получаем противоречие между этими критериями.
Это объясняется тем, что наличие нулевого корня не позволяет точно определить изменение аргумента вспомогательной функции f(w).
Если в разомкнутом состоянии система нейтральная, то в замкнутом она будет устойчивая.
Если годограф Wp(jw) и его дополнения в не
охватывают точку [-1; j0].
Дополнение: Если у нас нулевой корень
кратности v, то его надо дополнять частями
окружности, бесконечно большого радиуса.
Пример 1.
Пример 2.
Критерий Найквиста для системы неустойчивой в разомкнутом состоянии.
Для того, чтобы система, не устойчивая в
разомкнутом состоянии была устойчивой в замкнутом, необходимо и достаточно,
чтобы изменение аргумента вспомогательной функции = m, где
m- число пр. корней характеристического уравнения, разомкнутой системы D(p)=0.
Для того, чтобы неустойчивая в разомкнутом
состоянии система стала устойчивой в замкнутом состоянии, необходимо и
достаточно, чтобы годограф Wp(jw)
охватила бы точку [-1; j0] в положительном направлении в раз.
Практический критерий Найквиста.
Если годограф пересекает (;
-1) сверху вниз, то
такой переход называется положительным.
Если годограф пересекает (;
-1) снизу вверх, то
такой переход называется отрицательным.
Если годограф не охватывает точку (-1; j0), то система в замкнутом состоянии будет устойчивая.
Система будет устойчивой в замкнутом
состоянии, если разность между количеством положительных и отрицательных
переходов годографа Wp(jw) на участке
(-j; -1) с дополнением в при
увеличении частоты от 0 до
равнялось
бы
раз, где m – число корней характеристического уравнения разомкнутой системы.
Критерий Найквиста, основанный на построении ЛФЧХ.
Условимся обозначать отрицательный переход
ЛФЧХ прямых сверху
вниз.
Для того, чтобы система была устойчивая в
замкнутом состоянии, необходимо и достаточно, чтобы разность между
отрицательным и положительным переходами логарифмические характеристики при возрастании
частоты от 0 до было
бы равно
раз.
Существуют запасы устойчивости по фазе и амплитуде.
Определение запаса устойчивости по годографу разомкнутой системы.
1)
2)
- запас по
фазе
- запас
по амплитуде
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.