Частотный критерий устойчивости Михайлова

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

При изменении Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru конец вектора Михайлова будет вычерчивать кривую, которую назовем Годографом Михайлова

По поведению Годографа можно судить об устойчивости замкнутой АС.

Необходимое и достаточное условие устойчивости по Михайлову: Для устйочивости замкнутой АС необходимо и достаточно чтобы при изменении Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Годограф:

-начинался на положительной вещественной оси( на оси х справа от нуля)

-изменялся в положительном направлении( против часовой стрелки)

-охватывать n- квадратов ( где n-порядок хар. уравнения- maxстепень в уравнении)

-уходить в бесконечность в n-м квадрате.

Годографы Михайлова для устойчивой замкнутой АС.   Годографы Михайлова для неустойчивой замкнутой АС.  
Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Следствие из Критерия Михайлова:

1. Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Критерий чередуемости корней

Обозначим точки пересечения с осями через омега.

Частоты Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru являются корнями вещественной и мнимой частей годографа михайлова

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Для устойчивости замкнутой АС необходимо и достаточно чтобы корни вещественной и мнимой частей годографа чередовались

  1. Частотный критерий устойчивости Найквиста в случае устойчивой разомкнутой АС.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru При исследовании устойчивости считается по известной передаточной функции разомкнутой АС. Заменяем Sна j Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru и тем самым получаем комплексную передаточную функцию (КПФ). При изменении Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru вектор КПФ будет вычерчивать кривую – годограф КПФ. По виду этой кривой для разомкнутой АС можно судить о устойчивости замкнутой АС.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Существует 3случая исследования устойчивости по Найквисту:

1 случай: Разомкнутая АС устойчива

2 случай: Разомкнутая АС нейтрально устойчива (находится на границе устойчивости) и имеет в своем составе Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru интегрирующих звеньев.

3 случай: Разомкнутая АС неустойчива и имеет m правых полюсов ( mкорней характеристического уравнения с положительными вещественными частями.

1 случай: Для устойчивости замкнутой АС. В случае устойчивой разомкнутой АС необходимо и достаточно, чтобы при изменении Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Годограф КПФ разомкнутой АС (АФХ разомкнутой АС) не должен охватывать критическую точку..

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru -штриховая линия на рис.


  1. Частотный критерий устойчивости Найквиста при наличии в структуре разомкнутой АС интегрирующих звеньев.

При исследовании устойчивости считается по известной передаточной функции разомкнутой АС. Заменяем Sна j Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru и тем самым получаем комплексную передаточную функцию (КПФ). При изменении Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru вектор КПФ будет вычерчивать кривую – годограф КПФ. По виду этой кривой для разомкнутой АС можно судить о устойчивости замкнутой АС.

Существует 3случая исследования устойчивости по Найквисту:

1 случай: Разомкнутая АС устойчива

2 случай: Разомкнутая АС нейтрально устойчива( на границе устойчивости) и имеет в своем составе Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru интегрирующих звеньев.

3 случай: Разомкнутая АС неустойчива и имеет m правых полюсов ( mкорней характеристического уравнения с положительными вещественными частями.

2 случай: Нейтрально устойчивая АС

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru ПФ можно представить в виде

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Т.к. годограф КПФ начинается в бесконечности трудно судить охватывает ли годограф КПФ разомкнутой АС критическую точку или нет. Для разрешения этого вопроса введем дугу бесконечного радиуса с угловой координатой омега Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Полученную таким образом дугу назовем дополнением. Для устойчивости замкнутой АС в случае нейтрально устойчивой разомкнутой АС и имеющей Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru интегрирующих звеньев необходимо и достаточно чтобы годограф КПФ разомкнутой АС вместе с дополнением не охватывал критическую точку.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru


  1. Частотный критерий устойчивости Найквиста в случае неустойчивой замкнутой АС. Обобщенный критерий устойчивости Цыпкина.

При исследовании устойчивости считается по известной передаточной функции разомкнутой АС. Заменяем Sна j Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru и тем самым получаем комплексную передаточную функцию (КПФ). При изменении Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru вектор КПФ будет вычерчивать кривую – годограф КПФ. По виду этой кривой для разомкнутой АС можно судить о устойчивости замкнутой АС.

Существует 3случая исследования устойчивости по Найквисту:

1 случай: Разомкнутая АС устойчива

2 случай: Разомкнутая АС нейтрально устойчива( на границе устойчивости) и имеет в своем составе Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru интегрирующих звеньев.

3 случай: Разомкнутая АС неустойчива и имеет m правых полюсов ( mкорней характеристического уравнения с положительными вещественными частями.

2 случай: Нейтрально устойчивая АС

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

В этом случае трудно судить охватывает ли годограф КПФ разомкнутой АС критическую точку или нет. Для разрешения этого вопроса введем бесконечного радиуса с угловой координатой омега Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Полученную таким образом дугу назовем дополнением. Для устойчивости замкнутой АС в случае нейтрально устойчивой разомкнутой АС и имеющей Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru интегрирующих звеньев необходимо и достаточно чтобы годограф КПФ разомкнутой АС вместе с дополнением не охватывал критическую точку.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

3 случай: Разомкнутая АС неустойчива и имеет m правых полюсов ( mкорней характеристического уравнения с положительными вещественными частями.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru В окрестности критической точки в этом случае получается сложная картина поведения годографа разомкнутой АС (петли самопересечения. В этом случае используется обобщенный критерий устойчивости Ципкина.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru Переход годографа КПФ слева от критической точки снизу вверх обознчают «П-» и называют отрицательным переходом, сверху вниз-положительным переходом «П+». Для устойчивости замкнутой АС в случае неустойчивой разомкнутой АС и имеющей в своем составе mправых полюсов (mкорней характеристического уравнения разомкнутой АС) необходимо и достаточно чтобы разность между положительным и отрицательным переходами была равна Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Если годограф КПФ начинается на отрезке слева от критической точки то переход равен +-1/2. + если вверх,- если вниз идет.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru


  1. Логарифмический критерий устойчивости Найквиста. Обобщенный логарифмический критерий устойчивости.

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru :

Частотный критерий устойчивости Михайлова - student2.ru

Для устойчивости Замкнутой АС в случае неустойчивой размокнутой АС необходимо и достаточно чтобы разность между числом увеличения ФЧХ и уменьшением ФЧХ на уровне -180 грудосов в области усиления (L>0) была равна m/2


  1. Понятие о запасах устойчивости. Общепринятые запасы устойчивости (запас по фазе и амплитуде).

Во время работы АС параметры АС изменяются (износ, старение системы). Поэтому необходимо обеспечить не только устойчивость, но и некоторый запас устойчивости, так как АС может находиться близко к границе устойчивости.

Запас устойчивости-степень удаленности АС от границ устойчивости. Запас устойчивости вводится с использованием критерий устойчивости.

Наши рекомендации