Принцип аргумента
Пусть дано характеристическое уравнение:
Это уравнение можно записать через его корни:
где a1, a2, …,an - корни полинома D(p).
Выполним подстановку и перейдем в частотную область:
Представим элементарный множитель ( ) в виде вектора на комплексной плоскости и рассмотрим его поведение при изменении w от -¥ до +¥.
Суммарный угол поворота равен 1800.
Для корня с отрицательной вещественной частью вектор ( ) поворачивается против часовой стрелки на 1800. Обозначим этот разворот как приращение аргумента элементарного вектора:
для изменения частоты w от -¥ до +¥.
Для корня с положительной вещественной частью приращение аргумента составит
Если система устойчива, то все корни имеют отрицательную вещественную часть и приращение аргумента для всей функции D(jw):
Если рассмотреть только действительные значения частоты от 0 до +¥, то
Критерий устойчивости Михайлова
Используя принцип аргумента, исследуем поведение функции при изменении w от 0 до +¥.
Для любого значения частоты w имеем вектор , который будет поворачиваться при изменении частоты. Траектория конца вектора называется годографом Михайлова. Принцип аргумента позволяет сформулировать критерий устойчивости Михайлова:
САУ будет устойчива, если годограф функции начинается на положительной вещественной полуоси и проходит последовательно n квадрантов (где n – порядок характеристического уравнения) нигде не обращаясь в нуль, и нигде не нарушается порядок следования квадрантов.
Пример устойчивых:
Пример неустойчивых:
Если годограф проходит через начало координат, то система находится на границе устойчивости.
Условие нахождения на границе устойчивости:
Формулировка может звучать иначе:
Для устойчивой САУ годограф начинается на вещественной положительной полуоси и должен поочередно пересекать мнимую и вещественную ось.
Для устойчивой САУ вещественные и мнимые части годографа Михайлова должны по очереди пересекать ось абсцисс.
Дата добавления: 2015-06-22; просмотров: 600;