Nyquistkriteriet. Henrik Sandberg. Extra material till Reglerteknik AK 19 maj 2014

Relevanta dokument
Övningar i Reglerteknik

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

Föreläsning 3. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 9 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

För ett andra ordningens system utan nollställen, där överföringsfunktionen är. ω 2 0 s 2 + 2ζω 0 s + ω0

6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner. 6. Stabilitet. 6.2 Poler och stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner

Reglerteknik I: F6. Bodediagram, Nyquistkriteriet. Dave Zachariah. Inst. Informationsteknologi, Avd. Systemteknik

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Kortfattade lösningsförslag till tentamen , kl

Frekvensbeskrivning, Bodediagram

6. Stabilitet. 6. Stabilitet

6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner. 6. Stabilitet. 6.2 Poler och stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner

Nyquistkriteriet, kretsformning

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 2

EL1000/1120/1110 Reglerteknik AK

Välkomna till Reglerteknik Föreläsning 2

Reglerteknik 6. Kapitel 10. Köp bok och övningshäfte på kårbokhandeln. William Sandqvist

Frekvensbeskrivning, Bodediagram

Lösningar till övningar i Reglerteknik

Formelsamling i Reglerteknik

Reglerteknik AK, FRT010

Reglerteknik AK, FRTF05

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik fk M (TSRT06)

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning från föreläsning 5 (2/4) Stabilitet Specifikationer med frekvensbeskrivning

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 3. Sammanfattning av föreläsning 2 PID-reglering Blockschemaräkning Reglerdesign för svävande kula

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL En tillståndsmodell ges t.ex. av den styrbara kanoniska formen: s 2 +4s +1.

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 5. Sammanfattning av föreläsning 4 Frekvensanalys Bodediagram

Lösningar till tentamen i Reglerteknik I 5hp (a) Statiska förstärkningen = (0), och ( )= [ ( )].

TSIU61: Reglerteknik. Poler och nollställen Stabilitet Blockschema. Gustaf Hendeby.

Föreläsning 1 Reglerteknik AK

Laplace, Fourier och resten varför alla dessa transformer?

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 4. Sammanfattning av föreläsning 3 Rotort Mer specifikationer Nollställen (om vi hinner)

REGLERTEKNIK I BERÄKNINGSLABORATION 2

ÅBO AKADEMI REGLERTEKNIK I

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 9

TENTAMEN: DEL B Reglerteknik I 5hp

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

Cirkelkriteriet (12.3)

EL1000/1120/1110 Reglerteknik AK

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

A

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 10: Fasplan. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet. Torkel Glad Reglerteori 2015, Föreläsning 10

8.2.2 Bodediagram System av första ordningen K

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

Reglerteknik AK, FRTF05

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

Tentamen i Reglerteknik, 4p för D2/E2/T2

Reglerteknik AK, Period 2, 2013 Föreläsning 12. Jonas Mårtensson, kursansvarig

Reglerteknik AK, Period 2, 2013 Föreläsning 6. Jonas Mårtensson, kursansvarig

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Tentamen , kl

Föreläsning 2. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 3 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 2

Föreläsning 10, Egenskaper hos tidsdiskreta system

8.2.2 Bodediagram System av första ordningen K =, antages K > 0

AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET. M. Enqvist TTIT62: Föreläsning 3 AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

ÖVNINGSTENTAMEN Reglerteknik I 5hp

Laplace, Fourier och resten varför alla dessa transformer?

Numeriska metoder för ODE: Teori

TSIU61: Reglerteknik. Frekvensbeskrivning Bodediagram. Gustaf Hendeby.

TSIU61: Reglerteknik. de(t) dt + K D. Sammanfattning från föreläsning 4 (2/3) Frekvensbeskrivning. ˆ Bodediagram. Proportionell }{{} Integrerande

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning från föreläsning 3 (2/4) ˆ PID-reglering. ˆ Specifikationer. ˆ Sammanfattning av föreläsning 3.

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 11

Reglerteknik AK. Tentamen 9 maj 2015 kl 08 13

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

Reglerteknik AK. Tentamen 16 mars 2016 kl 8 13

TSIU61: Reglerteknik. PID-reglering Specifikationer. Gustaf Hendeby.

TENTAMEN Reglerteknik I 5hp

TENTAMEN Reglerteknik 3p, X3

Tentamen i reglerteknik SSY310/ERE091. Torsdagen den 4 juni 2015 kl. 14:00

Industriell reglerteknik: Föreläsning 3

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 12

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Kortfattade lösningsförslag till tentamen , kl

Numeriska metoder för ODE: Teori

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 6. Sammanfattning av föreläsning 5 Lite mer om Bodediagram Den röda tråden!

Laplacetransform, poler och nollställen

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 10

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 8. Sammanfattning av föreläsning 7 Framkoppling Den röda tråden!

Institutionen för matematik KTH. Tentamensskrivning, , kl B1210 och 5B1230 Matematik IV, för B, M, och I.

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 12

Övningar i Reglerteknik. Differentialekvationer kan lösas med de metoder som behandlades i kurserna i matematisk analys. y(0) = 2,

MODELLERING AV DYNAMISKA SYSTEM OCH INLUPP 2

Repetitionsfrågor: 5DV154 Tema 4: Förbränningsstrategier för raketer modellerade som begynnelsevärdesproblem

TSRT21 Dynamiska system och reglering Välkomna till Föreläsning 10

Övning 3. Introduktion. Repetition

Transformer och differentialekvationer (MVE100)

För att förenkla presentationen antas inledningsvis att förstärkningen K 0, och vi återkommer till negativt K senare.

TENTAMEN Reglerteknik 4.5hp X3

TENTAMEN I REGLERTEKNIK

HIN, MASTERSTUDIER Inklusive lösningsförslag: Eksamen i STE 6215, Reguleringsteknikk I Dato: Figure 1: Reguleringssytem

ÖVNINGSTENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

REGLERTEKNIK Laboration 5

Transkript:

Nyquistkriteriet Henrik Sandberg Extra material till Reglerteknik AK 19 maj 2014

Upplägg Harry Nyquist Frekvensanalys i sluten loop Nyquistkriteriet Exempel Argumentvariationsprincipen

Harry Nyquist (1889-1976) Född 1889 i Värmland. Emigrerade till USA 1907 Arbetade för Bell Labs 1917-1954 Fick IRE (numera IEEE) Medal of Honor för: fundamental contributions to a quantitative understanding of thermal noise, data transmission and negative feedback

Öppna och slutna system Slutna systemet är (asymptotiskt) stabilt då och endast då alla rötter till ligger i vänstra komplexa halvplanet.

Metoder för stabilitetsundersökning Direkt lösning Numerisk lösning av karakteristiska ekvationen Rotortsmetoden Grafisk lösning av karakteristisk ekvationen Algebraiska metoder Routh-Hurwitzkriteriet Topologiska metoder Nyquistkriteriet

Fördelar med Nyquists metod Behöver bara anta system är linjärt och tidsinvariant Ingen explicit formel för kretsöverföringen System givet från mätningar Kan hantera icke-rationella överföringsfunktioner Tidsfördröjningar Partiella differentialekvationer (värme, vågor, etc.) Bekvämt avgöra slutna systemets stabilitet baserat på öppna systemet Beteende för varierande systemparametrar Stabilitetsmarginaler ( robusthet )

Frekvenssvar Antag Slutna loopen självsvänger om brytaren sluts

Stabilitet i sluten loop Antag Är slutna loopen stabil då brytaren sluts om t.ex. Intuitionen säger nej: och är för det mesta rätt, men

Två exempel Finns frekvenser?

Två exempel

Stegsvar för slutna system

Är slutna systemet stabilt? Intuitionen säger nej, men svaret beror på mer än storleken av Nyquistkriteriet reder ut vad som gäller!

Kurvan Låt lilla radien gå mot och stora radien mot Alla punkter innefattas i gränsen Lilla radien hanterar poler i (integratorer)

Nyquistkriteriet Antag ej har några poler som omsluts av (öppna systemet stabilt med undantag för integratorer) Om ej omsluter så har alla rötter till negativ realdel (slutna systemet stabilt)

: Fullständiga Nyquistkurvan Vanliga Nyquistkurvan motsvarar bilden av Bilden av fås genom dess spegelbild i realaxeln då (reella koefficienter) Bilderna av lilla och stora cirkeln: Se exempel

Exempel 1: För vilka är slutna systemet stabilt? Fullständiga Nyquistkurvan: För vilka omsluts inte? Enligt Nyquistkriteriet är slutna systemet stabilt då

Exempel 1: Verifiering

Exempel 2: För vilka är slutna systemet stabilt? Fullständiga Nyquistkurvan: För vilka omsluts inte? Enligt Nyquistkriteriet är slutna systemet stabilt då eller

Exempel 2: Verifiering

Upplägg Harry Nyquist Frekvensanalys i sluten loop Nyquistkriteriet Exempel Argumentvariationsprincipen

Argumentvariationsprincipen Om öppna systemet är instabilt används mer allmänt argumentvariationsprincipen Resultat från komplex analys som även ger ett enkelt bevis för Nyquistkriteriet Låt genomlöpas i positiv riktning:

Argumentvariationsprincipen Antag att har poler som omsluts av ( har instabila poler) Antag att har nollställen som omsluts av ( har instabila poler) Då gäller Eller: omsluter antalet positiva varv

Exempel 1 (igen) Då Antalet positiva varv: Alltså Slutna systemet har instabila poler

Exempel 1 (igen) Då Antalet positiva varv: Alltså Slutna systemet har instabila poler

Exempel 3: Instabilt öppet system Då Antalet positiva varv: Alltså Slutna systemet har instabila poler

Exempel 3: Instabilt öppet system Då Antalet positiva varv: Alltså Slutna systemet har instabil pol

Sammanfattning Nyquistkriteriet: Ett enkelt stabilitetsvillkor för slutna system baserat på frekvenssvar Om öppna systemet stabilt: Antalet positiva varv fullständiga Nyquistkurvan gör kring antalet instabila poler i slutna systemet Ger upphov till stabilitetsmarginaler och vägledning vid regulatordesign