
Nyquist-stabilitetskriterium (eða Nyquist-kriterium) er skilgreint sem myndræn aðferð notuð í stýringarverkfræði til að ákveða stöðugleika hreyfanlegs kerfis. Þar sem Nyquist-stabilitetskriterium hefur eingöngu við að gera með Nyquist-teikningu opinbera stýringarkerfis, getur það verið beitt án þess að reikna út pólar og núllstöðvar neðra eða opinbera stýringarkerfis.
Þar af leiðandi getur Nyquist-kriterium verið beitt kerfum sem eru skilgreind með óræð föllum ( eins og kerfi með ofþjálfaðri). Ólíkt Bode-teikningum, getur það birt ferli með singularitær í hægri hálfplani.
Nyquist-stabilitetskriterium getur verið orðað svona:
Z = N + P
Þar sem:
Z = fjöldi ræða jöfnunnar 1+G(s)H(s) í hægri hálfplani (s-planinu) (Þetta kallast einnig núllstöðvar kennijöfnunnar)
N = fjöldi umsláttar punktsins 1+j0 í smelli á miðju
P = fjöldi póla opinbera stýringarkerfis (OLTF) [d. v. e. G(s)H(s)] í hægri hálfplani s-planans.
Ofangreind forsenda (d. v. e. Z=N+P) gildir fyrir öll kerf hvort sem þau eru stöðug eða óstöðug.
Nú munum við skýra þetta kriterium með dæmum af Nyquist-stabilitetskriterium.
Við tökum til greina opinbera stýringarkerfi (OLTF) sem
Er þetta stöðugt eða óstöðugt kerf? Mörg af ykkur munu segja að það sé óstöðugt kerf vegna þess að einn pólur er í +2. En athugið að stöðugleiki fer eftir nefnarinn í lokuðu stýringarkerfi.
Ef einhver rót nefnarins í lokuðu stýringarkerfi (sem kallast einnig kennijafnan) er í hægri hálfplani s-planans, þá er kerfið óstöðugt. Svo í þessu tilfelli mun pólurinn í +2 reyna að láta kerfið verða óstöðugt, en kerfið gæti ennþá verið stöðugt. Hér er Nyquist-teikning gagnleg til að finna stöðugleika.
Eftir Nyquist-theoríuna Z=N+P (fyrir allar kerfi, hvort sem þau eru stöðug eða óstöðug).
Fyrir stöðug kerfi, Z=0, d. v. e. engar ræður kennijöfnunnar ætti að vera í hægri hálfplani.
Svo fyrir stöðug kerfi N = –P.
Nyquist-teikningin fyrir ofangreint kerfi er sú sem sýnd er hér fyrir neðan
s = tf('s')
G1 = 120 / ((s-2)*(s+6)*(s+8))
nyquist(G1, 'red')
Eftir teikningunni, umslýtir Nyquist-teikningin punktinn –1+j0 (sem kallaður er aukapunktur) einu sinni í mótsmelli. Því N= –1, í OLTF er einn pólur (í +2) í hægri hálfplani, svo P =1. Þú sjáir að N= –P, svo kerfið er stöðugt.
Ef þú finnur ræðurnar kennijöfnunnar, verða þær –10.3, –0.86±j1.24. (d. v. e. kerfið er stöðugt), og Z=0. Einn spurningur getur verið spurður, ef ræðurnar kennijöfnunnar geta verið fundnar, þá getum við komið fram með stöðugleikan á þeim grundvelli, svo hvað er þá nauðsynlegt af Nyquist-teikning. Svarið er, á tímum þegar hugbúnaður var ekki til staðar, voru Nyquist-teikningar mjög gagnlegar.
Nú tekum við annað dæmi: ![]()
Nyquist-teikningin er eins og hér fyrir neðan: