Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Для исследования устойчивости дискретных систем можно использовать также критерий Найквиста (точнее, его аналог). Как и в случае непрерывных систем, он используется для определения устойчивости замкнутой системы по амплитудно-фазовой частотной характеристике ее разомкнутой системы.
Пусть передаточная функция дискретной системы управления в разомкнутом состоянии имеет вид
где — полиномы от esT.
Критерий Найквиста. Если разомкнутая система неустойчива и ее характеристическое уравнение имеет к основных корней в правой полуплоскости и не содержит корней на мнимой оси, то для того чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы амплитудно-фазовая частотная характеристика разомкнутой системы (годограф частотной передаточной функции ) при изменении частоты от 0 до охватывала точку к/ 2 раз.
Если разомкнутая система устойчива, то для того чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы амплитудно-фазовая частотная характеристика разомкнутой системы не охватывала точку .
Доказательство. Рассмотрим функцию
В числителе имеем характеристический полином замкнутой системы, а в знаменателе — характеристический полином разомкнутой системы. Для того чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы все нули характеристического полинома замкнутой системы располагались в левой полуплоскости или в соответствии с принципом аргумента выполнялось равенство
.
По условию характеристическое уравнение имеет к основных корней в правой и остальные п—к основных корней в левой полуплоскости. Поэтому в соответствии с принципом аргумента
И так как , то
.
Отсюда следует: для того чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы годограф вектора охватывал начало координат к/2 раз.
В силу равенства годограф получается из годографа путем сдвига последнего влево на единицу(рис. 7.2). Поэтому для того чтобы замкнутая система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы годограф вектора
Рис. 13.2.2. К доказательству критерия Найквиста: а — годограф , б— годограф
при изменении частоты от 0 до охватывал точку (—1, j0) к/2 раз.
Если разомкнутая система устойчива, то к=0, и для устойчивости замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы годограф не охватывал точку (—1, j0).
Пример 13.2.1. Передаточная функция разомкнутой системы
период следования импульсов Т = 0,1. Исследовать устойчивость замкнутой системы.
Решение. Определим устойчивость по критерию Найквиста. Частотная передаточная функция разомкнутой системы определяется следующим образом:
Введя обозначения
выпишем отдельно вещественную и мнимую части:
Амплитудно-фазовая частотная характеристика (рис. 13.2.3) не охватывает точку (—1, j0). Разомкнутая система устойчива, так как нули z1=0,7 и z2=0,5 характеристического полинома разомкнутой системы Q*(z) = z2 — 1,2z + 0,35 по модулю меньше единицы. Следовательно, замкнутая система устойчива.
Рис. 13.2.3. АФЧХ
Псевдочастотный критерий.
Как было показано, применив преобразование , при определении устойчивости дискретных систем можно воспользоваться всеми методами исследования устойчивости непрерывных систем. Подставим это выражение в передаточную функцию разомкнутой дискретной системы W*(z): .
Положив (иногда делают подстановку ), получим функцию
Переменная не имеет физического смысла частоты, функция — физического смысла частотных передаточных функций непрерывных и дискретных систем. Переменную называют псевдочастотой, функцию — псевдочастотной передаточной функцией, а характеристики (амплитудно-фазовые, логарифмические и другие), которые строятся на основе , называют псевдочастотными характеристиками.
С использованием псевдочастотной характеристики (т.е. годографа при изменении от 0 до ∞) критерий устойчивости Найквиста формулируется так же, как и в случае непрерывных систем. Точно так же совпадают формулировки логарифмического псевдочастотного критерия устойчивости дискретных систем и логарифмического частотного критерия устойчивости непрерывных систем.
Дата публикования: 2014-12-30; Прочитано: 563 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!