Grafik Nichols: Apa itu?

Apa Itu Diagram Nichols?

Diagram Nichols (juga dikenal sebagai Plot Nichols) adalah plot yang digunakan dalam pemrosesan sinyal dan desain sistem kontrol untuk menentukan stabilitas dan respons frekuensi tertutup dari sistem umpan balik. Diagram Nichols dinamai berdasarkan pendirinya, Nathaniel B. Nichols.

Bagaimana Cara Kerja Diagram Nichols?

Lokus magnitudo konstan yang merupakan M-lingkaran dan lokus sudut fase konstan yang merupakan N-lingkaran adalah komponen dasar dalam mendesain diagram Nichols.

M-lingkaran dan N-lingkaran konstan di bidang G (jω) dapat digunakan untuk menganalisis dan mendesain sistem kontrol.

Namun, M-lingkaran dan N-lingkaran konstan di bidang gain fase disiapkan untuk perancangan dan analisis sistem karena plot ini menyediakan informasi dengan manipulasi yang lebih sedikit.

Bidang gain fase adalah grafik yang memiliki gain dalam desibel sepanjang ordinat (sumbu vertikal) dan sudut fase sepanjang absis (sumbu horizontal).

M-lingkaran dan N-lingkaran dari G (jω) di bidang gain fase ditransformasikan menjadi kontur M dan N dalam koordinat persegi panjang.

Titik pada lokus M konstan di bidang G (jω) dipindahkan ke bidang gain fase dengan menggambar vektor yang diarahkan dari asal bidang G (jω) ke titik tertentu pada lingkaran M dan kemudian mengukur panjang dalam dB dan sudut dalam derajat.

Titik kritis di bidang G (jω) berkorespondensi dengan titik nol desibel dan -180o di bidang gain fase. Plot M-lingkaran dan N-lingkaran di bidang gain fase dikenal sebagai diagram Nichols (atau plot Nichols).

Kompensator dapat dirancang menggunakan plot Nichols.

Teknik plot Nichols juga digunakan dalam perancangan motor DC. Ini digunakan dalam pemrosesan sinyal dan desain sistem kontrol.

Plot Nyquist terkait di bidang kompleks menunjukkan bagaimana fase fungsi transfer dan variasi magnitudo frekuensi saling terkait. Kita dapat mengetahui gain dan fase untuk frekuensi tertentu.

Sudut sumbu real positif menentukan fase dan jarak dari asal bidang kompleks menentukan gain. Ada beberapa keuntungan dari plot Nichols dalam teknik kontrol sistem.

Keuntungannya adalah:

• Margin gain dan fase dapat ditentukan dengan mudah dan secara grafis.

• Respons frekuensi tertutup diperoleh dari respons frekuensi terbuka.

• Gain sistem dapat disesuaikan ke nilai yang sesuai.

• Diagram Nichols memberikan spesifikasi domain frekuensi.

Ada juga beberapa kelemahan dari plot Nichols. Menggunakan plot Nichols sulit untuk perubahan gain yang kecil.

M-lingkaran dan N-lingkaran konstan di diagram Nichols berubah menjadi lingkaran yang terdistorsi.

Diagram Nichols lengkap meliputi sudut fase G (jω) dari 0 hingga -360o. Daerah ∠G(jω) digunakan untuk analisis sistem antara -90o hingga -270o. Kurva-kurva ini berulang setiap 180o interval.

Jika F.T. loop terbuka dari sistem umpan balik tunggal G(s) dinyatakan sebagai

F.T. tertutup adalah

Dengan mensubstitusi s = jω pada persamaan di atas, fungsi-fungsi frekuensi adalah,

dan

Dengan mengeliminasi G(jω) dari kedua persamaan di atas,

dan

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika ada pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk dihapus.