第五章频率法5.4.2奈奎斯特判据已推出:FS)的零点一闭环极点,而系统稳定的充要条件是特征根均位于S在半平面上,即Fs)的零点均位于S在半平面上。设想:如果有一个s平面的封闭曲线能包围整个s右半平面,则根据映射定理知:该封闭曲线在F(S)平面上的映射包围原点的次数应为:N=-F(s)的右半零点数一F(s)的右半极点数闭环系统右半极点数一开环系统右半极点数Canad11
11 已推出: F(s)的零点=闭环极点,而系统稳定的充要 条件是特征根均位于s左半平面上,即F(s)的零点均 位于s左半平面上。设想: 5.4.2 奈奎斯特判据 第五章 频率法 如果有一个s平面的封闭曲线能包围整个s右半平面, 则根据映射定理知:该封闭曲线在F(s)平面上的映射包 围原点的次数应为: N=F(s)的右半零点数-F(s)的右半极点数 =闭环系统右半极点数-开环系统右半极点数
完成这个设想需要解决两个问题:1、如何构造一个能够包围整个右半平面的封闭曲线,并且它是满足柯西幅角条件的?2、如何确定相应的映射F(s)对原点的包围次数N。并将它和开环频率特性GHjW)相联系?第一个问题,先假设F(s)在虚轴上没有零、极点,选择一条按顺时针方向运动的包围整个右半s平面的封ijd[]闭曲线厂,称为奈氏回线:+ja?R-eje②W=OR①正虚轴s=jQTaCURR0②半径为无限大的右半圆:③iR?CanadaS=Reiq-jaiq=90P?-90
12 第一个问题,先假设F(s)在虚轴上没有零、极点,选 择一条按顺时针方向运动的包围整个右半s平面的封 闭曲线Г,称为奈氏回线: ①正虚轴s=jω :②半径为无限大的右半圆: 完成这个设想需要解决两个问题: 1、如何构造一个能够包围整个s右半平面的封闭曲线,并且它是 满足柯西幅角条件的? 2、如何确定相应的映射F(s)对原点的包围次数N。并将它和开环 频率特性 相联系?
第五章频率法(续)奈奎斯特判据③负虚轴s=jQ:W=Rtja[3]+ja设F(s)在右半s平面有z个零点和@R-&jo②p个极点。根据映射定理,当s沿G着奈氏回线厂移动一周时,在0③F(s)平面上的映射曲线r'将按jn顺时针方向绕原点转N=z-p圈已知系统稳定的条件是0,则有:当s沿奈氏回线顺时针移动一周时,在F(s)平面上的r若围绕原点顺时针旋转N=-p圈(即逆时针转p圈),则闭环系统稳定,否则不稳定。13
13 奈奎斯特判据(续) 第五章 频率法 ③负虚轴s=jω: 设F(s)在右半s平面有z个零点和 p个极点。根据映射定理,当s沿 着奈氏回线Г移动一周时,在 F(s)平面上的映射曲线Г′将按 顺时针方向绕原点转N=z-p圈。 已知系统稳定的条件是z=0,则有:当s沿奈氏回线 顺时针移动一周时,在F(s)平面上的Г′若围绕原 点顺时针旋转N=-p圈(即逆时针转p圈),则闭环 系统稳定,否则不稳定