奈奎斯特稳定判据

1932年哈里·奈奎斯特提出的判据
奈奎斯特稳定判据(英文:Nyquist stability criterion)是用於判断一个闭环控制系统的稳定性的一种简便方法,其基本方法为检查对应开环系统的奈奎斯特图,这一判据的名称来自美国电子工程师哈里·奈奎斯特。一般来说,闭环系统的稳定性是由计算闭环系统的传递函数的极点直接决定的;但使用奈奎斯特稳定判据则可避免计算闭环系统的极点,从而简易地判断闭环系统的稳定性。

简介

根据闭环控制系统的开环频率响应判断闭环系统稳定性的准则,美国学者H.奈奎斯特1932年所提出。控制系统在断开反馈作用后所定出的频率响应称为开环频率响应。奈奎斯特稳定判据本质上是一种图解分析方法,且开环频率响应容易通过计算或实验途径定出,所以它在应用上非常方便和直观。奈奎斯特稳定判据只能用于线性定常系统。在经典控制理论中,奈奎斯特稳定判据主要用于分析单变量系统的稳定性。在此基础上形成的频率响应法是经典控制理论的主要分析和综合方法之一。70年代以来,奈奎斯特稳定判据已被推广应用于多变量系统(见多变量频域方法)。
控制理论稳定性理论中,奈奎斯特稳定判据(英语:Nyquist stability criterion)是贝尔实验室的瑞典美国电气工程师哈里·奈奎斯特于1932年发现,用于确定动态系统稳定性的一种图形方法。由于它只需检查对应开环系统的奈奎斯特图,可以不必准确计算闭环或开环系统的零极点就可以使运用(虽然必须已知右半平面每一种类型的奇点的数目)。因此,他可以用在由无理函数定义的系统,如时滞系统。与波德图相比,它可以处理右半平面有奇点的传递函数。此外,还可以很自然地推广到具有多个输入和多个输出的复杂系统,如飞机的控制系统。
奈奎斯特准则广泛应用于电子控制工程以及其他领域中,用以设计、分析反馈系统。尽管奈奎斯特判据是最一般的稳定性测试之一,它还是限定在线性非时变(LTI)系统中。非线性系统必须使用更为复杂的稳定性判据,例如李雅普诺夫或圆判据。虽然奈奎斯特判据是一种图形方法,但它只能提供为何系统是稳定的或是不稳定的,或如何将一个系统改变得稳定的有限直观感受。而波德图等方法尽管不太一般,有时却在设计中更加有用。