自控中的奈奎斯特稳定判据看的我好难过,求大神帮助抒理知识点。这节在考研中重要吗?

如题所述

我不是自动化专业的,因为需要用,今天仔细看了一下奈奎斯特稳定性判据,说说我短浅的认识吧。

(1)这个判据对我来说,就是说明了为什么通过波特图能够判断系统稳定性(相位裕度,稳定裕度之类的)。
(2)整个判据讲解的过程就是一直围绕着F(s)=1+G(s)H(s)来说的;因为整个闭环反馈系统的传递函数是G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)];最直接的方式就是把整个系统的传递函数写出来就行啦,就能判断稳定性;但是并不是所有的系统都能写出来传递函数,测量开环的幅频响应是一个简单的事情,所以就有人琢磨着,怎么就能通过开环的性质来确定闭环稳定性呢。
于是乎,奈奎斯特站出来了,他就巴拉巴拉扯了一堆很深奥的证明:
G(s)H(s)/[1+G(s)H(s)]的极点就是F(s)的零点,【证明闭环系统稳定等价于证明F(s)的”零点“不在S平面的右半平面。】
(2.1)然后他就想尽各种办法,扯呀扯呀,突然一下子扯到了复变函数,想起来当年复变函数有个比较有意思的性质。举一个简单的粒子说明这个问题:函数y(s)=(s-2),如果自变量s绕着(2,j*0)这个点绕一圈的话,相应的y(s)就会绕着(0, j*0)绕一圈,也就是y(s)在这个过程中的俯角变化为2*pi。如果y(s)=(s-1)(s-2) ,让s让一个大圈把y(s)的两个零点都包住,那么y(s)的俯角变化应该是分别绕这两个点俯角变化加和,饶一个点角度变化2*pi,两个点就是4*pi。这就是所谓的幅角原理。
然后他就接着把原始的问题等价变换成为【证明闭环系统的稳定性,等价于证明自变量s在右半平面随意画圈,都不会圈到F(s)的零点,也就是自变量s在变化的过程中看F(s)转,怎么转都不会把原点包含进去】
既然都这么大胆的说了,随便画圈都行;那干脆画个最大的圈,把右半平面都圈上,然后观察F(s),这个大圈的边界就是虚轴加上一个大大的圆弧,自变量s沿虚轴走,对应的F(s)就是幅频曲线,那个大大的圆弧仔细想想作用可以忽略不计。而F(s)跟G(s)H(s)就只差常数1,自变量s变化时得到的F(s)和G(s)H(s)曲线只是沿实数轴平移了一个单位而已。所以再啰嗦一遍再等价转化一下
【证明闭环系统的稳定性,等价于证明在自变量s在右半平面随意画圈,都不会圈到F(s)的零点,也就是自变量s在变化的过程中看F(s)的转动过程,怎么转都不会把原点包含进去,对于G(s)H(s)而言就是不会绕着(-1,j*0)转,也就G(s)H(s)的幅频曲线不会绕着(-1,j*0)转】
是奈奎斯特很聪明,把稳定问题等价转化了三次。最后一次选择的大圈,出现的幅频曲线是整个论证的亮点。然后发现波特图中说的稳定性判据,会满足幅频曲线不绕着(-1,j*0)转,波特图给的判据只是充分而非必要条件

边写边想,哪写的不对,多指教。
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第1个回答  2014-05-04
幅角原理、辅助函数、封闭曲线取法、积分环节处理。
稳定的充要条件特征方程的根都位于左半平面,转化为辅助函数的零点都位于左半平面,应用幅角原理获得奈奎斯特稳定判据。
封闭曲线取整个右半平面,s=jw,结果复变函数就变成频率响应.........。
这部分确实看着难懂点,如果老师讲课较好的话,好好听老师讲也不难理解本回答被网友采纳
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