مخطط نيكولز: ما هو؟
ما هو مخطط نيكولز؟
مخطط نيكولز (المعروف أيضًا باسم رسم نيكولز) هو رسم يستخدم في معالجة الإشارات و تصميم أنظمة التحكم لتحديد الاستقرار والاستجابة الترددية للحلقة المغلقة لنظام التغذية المرتدة. سمي مخطط نيكولز على اسم مؤسسه، ناثانيال ب. نيكولز.
كيف يعمل مخطط نيكولز؟
الدوائر ذات القيمة الثابتة التي هي دوائر M والدوائر ذات الزاوية الثابتة التي هي دوائر N هي المكونات الأساسية في تصميم مخطط نيكولز.
يمكن استخدام الدوائر الثابتة M والدوائر الثابتة N في مستوى G (jω) لتحليل وتصميم أنظمة التحكم.
ومع ذلك، يتم إعداد الدوائر الثابتة M والدوائر الثابتة N في مستوى المكاسب والفازات لتصميم وتحليل النظام لأن هذه الرسوم تقدم معلومات بأقل عمليات معالجة.
مستوى المكاسب والفازات هو الرسم البياني الذي يحتوي على المكاسب بالديسيبل على المحور العمودي (المحور الرأسي) وزاوية الطور على المحور الأفقي (المحور الأفقي).
تم تحويل الدوائر M وN من G (jω) في مستوى المكاسب والفازات إلى محيطات M وN في الإحداثيات المستطيلة.
يتم نقل النقطة على محيطات M الثابتة في مستوى G (jω) إلى مستوى المكاسب والفازات عن طريق رسم المتجه الموجه من أصل المستوى G (jω) إلى نقطة معينة على دائرة M ثم قياس الطول بالديسيبل والزاوية بالدرجات.
النقطة الحرجة في مستوى G (jω) تتوافق مع النقطة الصفرية بالديسيبل و-180 درجة في مستوى المكاسب والفازات. يعتبر رسم الدوائر M وN في مستوى المكاسب والفازات هو مخطط نيكولز (أو رسم نيكولز).
يمكن تصميم المصححات باستخدام رسم نيكولز.
يُستخدم تقنية رسم نيكولز أيضًا في تصميم موتور DC. هذا يستخدم في معالجة الإشارات وتصميم أنظمة التحكم.
يوضح الرسم البياني المرتبط نيكيست في المستوى المعقد كيف ترتبط زاوية الدالة التحويلية وتغيرات المقدار الترددي. يمكننا معرفة المكسب والطور لتردد معين.
تحدد زاوية المحور الحقيقي الإيجابي الطور وتحدد المسافة من أصل المستوى المعقد المكسب. هناك بعض المزايا لرسم نيكولز في هندسة أنظمة التحكم.
وهي:
يمكن تحديد الهامش المكاسب والهامش الطوري بسهولة وبشكل رسومي.
يتم الحصول على استجابة التردد للحلقة المغلقة من استجابة التردد للحلقة المفتوحة.
يمكن ضبط مكسب النظام إلى قيم مناسبة.
يوفر مخطط نيكولز المواصفات في مجال التردد.
هناك أيضًا بعض العيوب في رسم نيكولز. من الصعب استخدام رسم نيكولز لتغييرات صغيرة في المكاسب.
تم تشوه الدوائر الثابتة M وN في مخطط نيكولز إلى دوائر مضغوطة.
تمتد مخطط نيكولز الكامل لزاوية طور G (jω) من 0 إلى -360°. يتم استخدام منطقة ∠G(jω) لتحليل الأنظمة بين -90° إلى -270°. تتكرر هذه المنحنيات بعد كل فترة 180°.
إذا تم التعبير عن T.F الحلقة المفتوحة لنظام التغذية المرتدة الوحدوية G(s) كـ
T.F الحلقة المغلقة هو
عن طريق التعويض s = jω في المعادلة أعلاه، تكون الدوال الترددية،
و
باستبعاد G(jω) من المعادلتين أعلاه،
و
بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك لحقوق الملكية الفكرية يرجى التواصل لإزالتها.
