Nichols Chart: Τι είναι;

Τι είναι ένα Διάγραμμα Nichols

Ένα Διάγραμμα Nichols (επίσης γνωστό ως Διάγραμμα Nichols) είναι ένα διάγραμμα που χρησιμοποιείται στην επεξεργασία σήματος και σχεδιασμό συστημάτων ελέγχου για την απόφαση για τη σταθερότητα και την κλειστή βρόχη απόκριση συχνότητας ενός συστήματος ανατροπής. Το Διάγραμμα Nichols πήρε το όνομά του από τον ιδρυτή του, τον Nathaniel B. Nichols.

Πώς λειτουργεί ένα Διάγραμμα Nichols?

Οι σταθερές μεγέθη που είναι M-κύκλοι και οι σταθερές φάσεις που είναι N-κύκλοι είναι τα βασικά συστατικά στοιχεία στο σχεδιασμό του Διαγράμματος Nichols.

Οι σταθερές M και σταθερές N κύκλοι στο επίπεδο G (jω) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση και σχεδιασμό συστημάτων ελέγχου.

Ωστόσο, οι σταθερές M και σταθερές N κύκλοι στο επίπεδο gain phase προετοιμάζονται για το σχεδιασμό και ανάλυση του συστήματος, καθώς αυτά τα διαγράμματα παρέχουν πληροφορίες με λιγότερες επεξεργασίες.

Το επίπεδο gain phase είναι το γράφημα που έχει gain σε decibels κατά μήκος της οριζόντιας (κάθετης) άξονα και φάση στον οριζόντιο (κάθετο) άξονα.

Οι M και N κύκλοι του G (jω) στο επίπεδο gain phase μετατρέπονται σε M και N σχήματα σε ορθογώνιες συντεταγμένες.

Ένα σημείο στο σταθερό M loci στο επίπεδο G (jω) μεταφέρεται στο επίπεδο gain phase με την κατασκευή ενός διανύσματος που στοχεύει από την αρχή του επιπέδου G (jω) σε ένα συγκεκριμένο σημείο στο M κύκλο και μετά μετρώντας το μήκος σε dB και τη γωνία σε βαθμούς.

Το κρίσιμο σημείο στο G (jω), επίπεδο αντιστοιχεί στο σημείο μηδενικών decibels και -180o στο επίπεδο gain phase. Το διάγραμμα M και N κύκλων στο επίπεδο gain phase είναι γνωστό ως Διάγραμμα Nichols (ή Διάγραμμα Nichols).

Μπορούν να σχεδιαστούν compensators χρησιμοποιώντας ένα Διάγραμμα Nichols.

Η τεχνική Διαγράμματος Nichols χρησιμοποιείται επίσης στο σχεδιασμό ενός DC motor. Αυτό χρησιμοποιείται στην επεξεργασία σήματος και σχεδιασμό συστημάτων ελέγχου.

Το σχετικό Διάγραμμα Nyquist στο πεπερασμένο επίπεδο δείχνει πώς η φάση της μεταβιβαστικής συνάρτησης και η μεταβολή συχνότητας του μεγέθους είναι συνδεδεμένες. Μπορούμε να βρούμε το gain και τη φάση για μια συγκεκριμένη συχνότητα.

Η γωνία του θετικού πραγματικού άξονα καθορίζει τη φάση και η απόσταση από την αρχή του πεπερασμένου επιπέδου καθορίζει το gain. Υπάρχουν κάποια πλεονεκτήματα του Διαγράμματος Nichols στη μηχανική συστημάτων ελέγχου.

Αυτά είναι:

• Οι περιθώριες gain και φάσης μπορούν να καθοριστούν εύκολα και γραφικά.

• Η κλειστή βρόχη απόκριση συχνότητας προκύπτει από την ανοιχτή βρόχη απόκριση συχνότητας.

• Το gain του συστήματος μπορεί να προσαρμοστεί σε κατάλληλες τιμές.

• Το Διάγραμμα Nichols παρέχει προδιαγραφές στον χώρο συχνοτήτων.

Υπάρχουν επίσης κάποια μειονεκτήματα στο Διάγραμμα Nichols. Η χρήση ενός Διαγράμματος Nichols είναι δύσκολη για μικρές αλλαγές στο gain.

Οι σταθερές M και N κύκλοι στο Διάγραμμα Nichols μετατρέπονται σε συντριμμένους κύκλους.

Το πλήρες Διάγραμμα Nichols επεκτείνεται για τη φάση γωνίας G (jω) από 0 έως -360ο. Το πεδίο ∠G(jω) χρησιμοποιείται για την ανάλυση συστημάτων μεταξύ -90ο έως -270ο. Αυτές οι καμπύλες επαναλαμβάνονται κάθε 180ο διάστημα.

Εάν η ανοιχτή βρόχη T.F ενός συστήματος μοναδικής ανατροπής G(s) εκφράζεται ως

Η κλειστή βρόχη T.F είναι

Αντικαθιστώντας s = jω στην παραπάνω εξίσωση, οι συναρτήσεις συχνότητας είναι,

και

Εξαλείφοντας G(jω) από τις παραπάνω δύο εξισώσεις

και

Δήλωση: Σέβασμα στο αρχικό, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, αν υπάρχει παραβίαση δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας παρακαλώ επικοινωνήστε για διαγραφή.