Diagram Nichols: Apa itu?

Apa Itu Diagram Nichols?

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

Bagaimana Cara Kerja Diagram Nichols?

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

Sirkel M dan N konstan di bidang G (jω) dapat digunakan untuk menganalisis dan merancang sistem kendali.

Namun, sirkel M dan N 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).

Sirkel M dan N 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 ditujukan dari asal bidang G (jω) ke titik tertentu pada sirkel M, 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 sirkel M dan N di bidang gain fase dikenal sebagai diagram Nichols (atau Plot Nichols).

Kompenator dapat dirancang menggunakan plot Nichols.

Teknik plot Nichols juga digunakan dalam perancangan motor DC. Ini digunakan dalam pengolahan sinyal dan perancangan sistem kendali.

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 rekayasa sistem kendali.

Keuntungan-keuntungannya adalah:

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

• Respons frekuensi loop tertutup diperoleh dari respons frekuensi loop terbuka.

• Gain sistem dapat disesuaikan ke nilai yang sesuai.

• Diagram Nichols memberikan spesifikasi domain frekuensi.

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

Sirkel M dan N konstan di diagram Nichols berubah menjadi sirkel 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 interval 180o.

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

T.F. loop 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 bagus layak dibagikan, jika ada pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk menghapus.