แผนภูมิ Nichols: คืออะไร

แผนภาพนิชอลส์คืออะไร

แผนภาพนิชอลส์ (หรือเรียกว่าแผนภาพนิชอลส์) เป็นแผนภาพที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณและการออกแบบระบบควบคุมเพื่อกำหนดความมั่นคงและความถี่ของวงจรป้อนกลับแบบป้อนกลับวงจรป้อนกลับ แผนภาพนิชอลส์ตั้งชื่อตามผู้สร้างคือนาธาเนียล บี. นิชอลส์.

แผนภาพนิชอลส์ทำงานอย่างไร?

เส้นทางที่มีขนาดคงที่ซึ่งเป็นวงกลม M และเส้นทางที่มีมุมเฟสคงที่ซึ่งเป็นวงกลม N เป็นส่วนประกอบหลักในการออกแบบแผนภาพนิชอลส์.

วงกลม M และวงกลม N ที่มีค่าคงที่ในระนาบ G (jω) สามารถใช้วิเคราะห์และออกแบบระบบควบคุมได้.

อย่างไรก็ตาม วงกลม M และวงกลม N ที่มีค่าคงที่ในระนาบการขยายและการเปลี่ยนเฟสเตรียมไว้สำหรับการออกแบบและวิเคราะห์ระบบ เนื่องจากแผนภาพเหล่านี้ให้ข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องปรับแต่งมากนัก.

ระนาบการขยายและการเปลี่ยนเฟสคือกราฟที่มีการขยายในเดซิเบลตามแกน ordinates (แกนตั้ง) และมุมเฟสตามแกน abscissa (แกนอน)

วงกลม M และวงกลม N ของ G (jω) ในระนาบการขยายและการเปลี่ยนเฟสจะถูกแปลงเป็นเส้นโค้ง M และ N ในพิกัดสี่เหลี่ยมผืนผ้า.

จุดบนวงกลม M ที่มีค่าคงที่ในระนาบ G (jω) จะถูกโอนไปยังระนาบการขยายและการเปลี่ยนเฟสโดยวาดรูปเวกเตอร์ที่ชี้จากจุดกำเนิดของระนาบ G (jω) ไปยังจุดเฉพาะบนวงกลม M แล้ววัดความยาวในเดซิเบลและมุมในองศา.

จุดสำคัญในระนาบ G (jω) ตรงกับจุดที่มีค่าเดซิเบลเป็นศูนย์และ -180o ในระนาบการขยายและการเปลี่ยนเฟส แผนภาพของวงกลม M และวงกลม N ในระนาบการขยายและการเปลี่ยนเฟสเรียกว่าแผนภาพนิชอลส์ (หรือแผนภาพนิชอลส์).

คอมเพนเซเตอร์สามารถออกแบบได้โดยใช้แผนภาพนิชอลส์.

เทคนิคแผนภาพนิชอลส์ยังใช้ในการออกแบบมอเตอร์กระแสตรงเช่นกัน นี่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณและการออกแบบระบบควบคุม.

แผนภาพไนควิสต์ที่เกี่ยวข้องในระนาบเชิงซ้อนแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนเฟสของฟังก์ชันการถ่ายโอนและความถี่ของการเปลี่ยนแปลงขนาดมีความสัมพันธ์กันอย่างไร เราสามารถหาการขยายและเฟสสำหรับความถี่ที่กำหนดได้.

มุมของแกนจริงบวกกำหนดเฟสและระยะทางจากจุดกำเนิดของระนาบเชิงซ้อนกำหนดการขยาย มีข้อดีบางประการของแผนภาพนิชอลส์ในการวิศวกรรมระบบควบคุม.

คือ:

• สามารถกำหนดขอบเขตการขยายและเฟสได้ง่ายและด้วยวิธีการกราฟ.

• ได้รับการตอบสนองความถี่วงจรป้อนกลับจากการตอบสนองความถี่วงจรป้อนกลับแบบเปิด.

• สามารถปรับการขยายของระบบให้มีค่าที่เหมาะสม.

• แผนภาพนิชอลส์ให้ข้อมูลเฉพาะทางในโดเมนความถี่.

มีข้อเสียบางประการของการใช้แผนภาพนิชอลส์ การใช้แผนภาพนิชอลส์ยากสำหรับการเปลี่ยนแปลงการขยายเล็ก ๆ.

วงกลม M และวงกลม N ที่มีค่าคงที่ในแผนภาพนิชอลส์ถูกบิดเบือนเป็นวงกลมที่บีบ.

แผนภาพนิชอลส์ที่สมบูรณ์ขยายออกไปสำหรับมุมเฟสของ G (jω) จาก 0 ถึง -360o. พื้นที่ของ ∠G(jω) ใช้ในการวิเคราะห์ระบบระหว่าง -90o ถึง -270o. เส้นโค้งเหล่านี้จะซ้ำทุกๆ 180o ระยะ.

หากฟังก์ชันการถ่ายโอนแบบป้อนกลับรวม G(s) ของระบบป้อนกลับรวมเป็น

ฟังก์ชันการถ่ายโอนแบบป้อนกลับรวมคือ

แทน s = jω ในสมการข้างต้น ฟังก์ชันความถี่คือ,

และ

กำจัด G(jω) จากสมการสองสมการข้างต้น

และ

คำแถลง: ขอให้เคารพต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ