奈奎斯特圖

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奈奎斯特圖

奈奎斯特圖(英語:Nyquist plot)是對於一個連續時間的線性非時變系統,將其頻率響應增益相位極座標的方式在複平面中繪出,常在控制系統信號處理中使用,可以用來判斷一個有反饋的系統是否穩定。奈奎斯特圖的命名是來自貝爾實驗室的電子工程師哈里·奈奎斯特(Harry Nyquist)。

奈奎斯特圖上每一點都是對應一特定頻率下的頻率響應,該點相對於原點的角度表示相位,而和原點之間的距離表示增益,因此奈奎斯特圖將振幅及相位的波德圖綜合在一張圖中。

一般的系統有低通濾波器的特性,高頻時的頻率響應會衰減,增益降低,因此在奈奎斯特圖中會出現在較靠近原點的區域。

用途[編輯]

閉環負反饋系統的穩定性評估可以由開環系統(同一個系統,但不考慮其反饋迴路)的奈奎斯特圖,配合奈奎斯特穩定判據判斷其穩定性。此方法甚至可以用在有延遲的系統,或是傳遞函數不是有理函數的系統,這些系統用其他方法都很難分析。可以藉由圖線圍繞的次數及開環傳遞函數右半平面的極點數量來判斷穩定性。增益裕度可以用圖形越過實軸的數值(幅值裕度),或圖線穿過單位圓時的相位(相角裕度)來計算。

奈奎斯特圖可以提供一些有關傳遞函數的信息。例如曲線進入原點時的角度可以計算極點個數和零點個數的差[1]

當手繪奈奎斯特圖時,可以畫出圖形的外觀,但座標軸部份有些調整,以顯示一些重要部份的信息。當用計算機繪圖時,需要包括所有有關的頻率範圍,因此頻率可能會用對數的方式增加,以包括大的頻率範圍。

相關條目[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Nyquist Plots. [2013-09-14]. (原始內容存檔於2008-09-30). 

外部連結[編輯]