Exercícios Resolvidos de Critério de Nyquist

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Enunciado

Use o critério de Nyquist para determinar a estabilidade de um sistema com realimentação unitária e função de transferência mostrada abaixo:

G s = 1 s + 1

Passo 1

Primeriamente precisamos fazer o esboço do diagrama de Nyquist para a função de transferência. Para isso, substituímos s por i ω e varíamos ω de 0 ate´ .

Substituindo s por i ω :

G i ω = 1 i ω + 1

Passo 2

Devemos agora esboçar o diagrama de Nyquist variando o valor de ω de 0 até . Usando um software conseguimos a seguinte imagem:

Os números ao longo da curva são referentes à frequência em que a função de transferência está sendo mapeada.

Repare que em ω = 0 o diagrama tende a 1 , e quando ω tende a o diagrama tende a zero, uma vez que o denominador será muito maior que o denominador da função de transferência.

Além disso, o diagram chega em 0 , formando um ângulo de 90 º . Isso acontece porque temos um polo a mais que zero nessa função de transferência.

Passo 3

Para determinar se o sistema é estável ou não, devemos determinar o número de raízes da equação característica em malha fechada no semiplano direito através da fórmula abaixo:

Z = N + P

Onde, Z é o número de raízes positivas da equação características, N é o número de voltas que o diagrama dá em - 1 , e P é o número de polos positivos em malha aberta. Para que o sistema seja estável não pode haver rízes positivas da equação característica, ou seja, Z = 0 .

Para este exemplo, N = 0 porque o diagrama não circula - 1 , e o único polo que existe em malha aberta é - 1 , logo, P = 0 .

Sendo asism:

Z = 0 + 0 = 0

O sistema é estável.

Resposta

Sistema estável