logo
mat_mod

11. Анализ устойчивости тс: определения, критерии устойчивости, примеры анализа.

Под устойчивостью системы понимается способность ее возвращаться к состоянию установившегося равновесия после снятия возмущения, нарушившего это равновесие. Неустойчивая система непрерывно удаляется от равновесного состояния или совершает вокруг него колебания с возрастающей амплитудой.

Теорема Ляпунова – для того, чтобы система была устойчивой, нужно и достаточно, чтобы корни характеристик полинома системы (полюса) должны иметь отрицательные действительные части.

Критерий устойчивости Михайлова предназначен для оценки устойчивости системы по его характеристическому уравнению.

Порядок расчета устойчивости по критерию Михайлова:

Записывается характеристическое уравнение замкнутой системы:

.

Производится замена и выделяются вещественнаяи мнимаяслагаемые.

Рис. 5.3. Годографы Михайлова для систем: а - устойчивых, б - неустойчивых

В осях координат ,при измененииотдостроят характеристический частотный вектор (годограф Михайлова).

По виду годографа Михайлова судят об устойчивости системы. Устойчивые годографы проходят поочередно квадрантов. На границе устойчивости системы годограф проходит через начало координат.

Системе, находящейся на границе устойчивости, соответствует годограф, проходящий через начало координат комплексной плоскости (кривая 3).

Критерий устойчивости Найквиста – позволяет судить об устойчивости замкнутой системы, если имеется информация об устойчивости разомкнутой системы.

Разомкнутая система устойчивая – надо, чтобы годограф не охватывал (-1;0)

Разомкнутая система неустойчивая – надо, чтобы годограф охватывал область (-1;0), число пересечений годографа отриц. действит. полуоси. Сверху вниз должно быть на k/2 больше направлений, где k-число полюсов передаточной ф-ии разомкнутой системы.