古语有云:工欲善其事,必先利其器。
在工程中或者论文中看到的稳定性问题,常常伴随着多极点系统的判断。无法驾驭控制理论,则无法真正成为驾驭模拟电路的超级高手。譬如,在后仿真电路中,我们常常看到波特图的相位从0开始变化,而又无法从bode本身去解释,又该如何去判断其稳定性呢?再譬如,在复杂补偿过程中,产生了极致peak曲线,如何解释共轭极点的问题呢?
奈奎斯特判据作为稳定性充要条件的最后一块重要的拼图,是模拟电路走向艺术的关键砝码。
判断系统稳定性,不同方法相比如下:
劳斯稳定判据不用求解特征方程的根(但是需要特征方程式),它只适用于线性时不变系统,不适用于延迟系统。
根轨迹也不需要求解特征方程的根(但是需要系统的开环传递函数)。
以上两种方法对于难以用解析方法建立数学模型的复杂系统而言是不太胜任的,而奈奎斯特刚好弥补了这一缺陷。
如果需要完全厘清奈奎斯特判据的稳定条件,需要懂得柯西辐角原理,而辐角原理又与留数定理有关。而留数定理又与柯西定理和洛朗展式相关,贯穿了复变函数。此处仅抛砖引玉,相关联推导请参考复变函数和自动控制理论。