Кіріспе

Динамикалық жүйенің тұрақтылығын анықтаудың графикалық әдісі. Басқару теориясы және тұрақтылық теориясында Никвист тұрақтылық критерийі немесе 1930 жылы Siemens компаниясындағы неміс инженері де Стрекер-Никвист тұрақтылық критерийі дербес ашылған. Сонымен қатар, Ляпунов әдістері сияқты басқа тұрақтылық критерийлері де сызықтық емес жүйелерге қолданылуы мүмкін. Никвист – графикалық техника болғанымен, жүйенің неге тұрақты немесе тұрақсыз екені, немесе тұрақсыз жүйені қалай тұрақты ету керектігі туралы шектеулі түсінік береді. Боде графиктері сияқты техникалар, жалпылама болмаса да, кейде тиімді жобалау құралы болып табылады.

Найквист сюжеті

Найквист графигі – автоматты басқару және сигнал өңдеуде қолданылатын жиілік жауабының параметрлік графигі. Найквист графиктері ең көп қолданылатын әдіс – кері байланыс жүйесінің тұрақтылығын бағалау. Декарт координаталарында, беру функциясының нақты бөлігі X осьінде, ал жорамал бөлігі Y осьінде көрсетіледі. Жиілік параметр ретінде өзгертіледі, нәтижесінде әр жиілік үшін бір нүкте пайда болады. Осы графикті полярлық координаталар арқылы да сипаттауға болады, онда беру функциясының күшеюі радиалдық координата, ал беру функциясының фазасы – сәйкес бұрыштық координата болып табылады. Найквист графигі Белл зертханасының бұрынғы инженеры Гарри Найквисттің құрметіне аталған. Жабық контурлы теріс кері байланыс жүйесінің тұрақтылығын бағалау үшін Найквист тұрақтылық критерийы ашық контурлы жүйенің Найквист графигіне (яғни кері байланыс контуры жоқ сол жүйеге) қолданылады. Бұл әдіс, тіпті кешігулер және басқа да рационалды емес беру функциялары бар жүйелерге де оңай қолданылады, оларды талдау басқа әдістермен қиын болуы мүмкін. Тұрақтылық (−1, 0) нүктесінің қанша рет айналатынына қарай анықталады. Жүйенің тұрақты болатын күшею диапазоны нақты осьтің қиылыстарын қарастыру арқылы анықталады. Найквист графигі беру функциясының пішіні туралы ақпарат бере алады. Мысалы, график беру функциясының нөлдері мен полюстерінің саны арасындағы айырма туралы ақпаратты ұсынады.

Қорытынды

Егер ашық циклдік трансферлік функцияда көптігі *n* болатын нөлдік полюсь болса, онда Найквист графигінде үзіліс болады. Әрі қарай талдау кезінде фазор шексіз радиусты жарты шеңбер бойымен *n* рет сағат тілімен жүреді деп есептеу керек. Бұл ережені қолданғаннан кейін нөлдік полюстерді ескермеу қажет, яғни, егер басқа тұрақсыз полюстер болмаса, ашық циклдік трансферлік функция тұрақты деп қарастырылуы тиіс. Егер ашық циклдік трансферлік функция тұрақты болса, онда жабық циклдік жүйе тұрақсыз болады, егер және тек қана Найквист графигі -1 нүктесін кем дегенде бір рет айналып өтсе. Егер ашық циклдік трансферлік функция тұрақсыз болса, онда жабық циклдік жүйе тұрақты болуы үшін, кешенді жазықтықтың оң жарты жазықтығындағы әрбір полюсі үшін -1 нүктесін бір рет сағат тіліне қарсы айналып өтуі керек. Артық айналымдардың саны (N + P 0-ден үлкен) жабық циклдік жүйенің тұрақсыз полюстерінің санымен тең. Дегенмен, егер график -1 нүктесі арқылы өтіп кетсе, жүйенің тікелей тұрақтылығын анықтау қиынға соғады және график бойынша жасалатын жалғыз қорытынды – нақты осьте нөлдер бар екендігі.