非最小相位系統 (nonminimum-phase system) 不滿足最小相位條件的系統。
對模擬信號系統而言，凡系統函式在S平面的右半平面上具有一個或多個零點的系統即為非最小相位系統。而對離散信號系統而言，非最小相位系統則指系統函式在Z平面的單位圓以外具有一個或多個零點的系統。由於非最小相移系統函式可以表示為是小相移系統函式與全通系統函式的乘積，故非最小相位系統可以由最小相位系統與全通系統的級聯取代。所謂全通系統是指它的幅頻特性為常數(即幅度不隨頻率變)而相頻特性卻不受任何約束(即可以根據需要而選定）的系統。因此，它在傳輸系統中常用來進行相位校正。
基本介紹
- 中文名：非最小相位系統
- 外文名：nonminimum phase systems
- 類型：控制系統
- 範圍：S平面右半部
- 特點：非最小相位
- 套用學科：通信
概念,最小相位系統,控制方法,
概念
非最小相位系統，是指在S平面右半部有開環極點或開環零點的控制系統。 最小相位系統—— 所有開環零點和極點都位於S平面左半部的系統。 非最小相位系統一詞源於對系統頻率特性的描述，即在正弦信號的作用下，具有相同幅頻特性的系統（或環節），最小相位系統的相位移最小，而非最小相位系統的相位移大於最小相位系統的相位移。 非最小相位系統根軌跡的繪製方法同最小相位系統不完全相同。
從傳遞函式角度看，如果說一個環節的傳遞函式的極點和零點的實部全都小於或等於零，則稱這個環節是最小相位環節。
如果傳遞函式中具有正實部的零點或極點，或有延遲環節，這個環節就是非最小相位環節。
對於閉環系統，如果它的開環傳遞函式極點或零點的實部小於或等於零，則稱它是最小相位系統。
如果開環傳遞函中有正實部的零點或極點，或有延遲環節，則稱系統是非最小相位系統。因為若把延遲環節用零點和極點的形式近似表達時（泰勒級數展開），會發現它具有正實部零點。
開環傳遞函式中至少有一個極點或零點的實部值為正值的一類線性定常系統。反之，當系統的所有開環極點和零點的實部均為負值時，稱為最小相位系統。在具有相同幅頻特性的系統中，最小相位系統的相角變化範圍為最小。最小相位和非最小相位之名即出於此。最小相位系統的幅頻特性和相頻特性之間存在確定的對應關係。兩個特性中，只要一個被規定，另一個也就可唯一確定。然而，對非最小相位系統，卻不存在這種關係。非最小相位系統的一類典型情況是包含非最小相位元件的系統或某些局部小迴路為不穩定的系統；另一類典型情況為時滯系統。非最小相位系統的過大的相位滯後使得輸出回響變得緩慢。因此，若控制對象是非最小相位系統，其控制效果特別是快速性一般比較差，而且校正也困難。較好的解決辦法是設法取一些其他信號或增加控制點。例如在大型鍋爐汽包的水位調節中增加一個蒸汽流量的信號，形成所謂的雙衝量調節。
最小相位系統
最小相位系統(minimum-phase system)在一定的幅頻特性情況下，其相移為最小的系統，也稱最小相移系統。這種系統的系統函式（亦稱網路函式或傳遞函式）與非最小相位系統相比，二者的幅頻回響特性是相同的，但前者的相位絕對值則較後者為小。在保持系統函式的幅頻回響特性不變的情況下，使其相位最小的充分必要條件是：對於模擬信號系統，要求其零點(即使系統函式為零的復頻率值)僅位於S平面（即復 頻域平面）的左半平面或虛軸上；對於離散信號系統，則要求其零點僅位於Z平面（即離散信號復頻域平面)的單位圓內或單位圓上。常可用於進行相位校正。
控制方法
非最小相位系統的控制中，需要抑制由不穩定零點引起的負調並同時縮短系統的調節時間。針對非最小相位系統負調與調節時間的相互影響及負調與不穩定零點的相互關係，提出將控制過程分為抑制負調階段和跟蹤輸入階段，並適時改變系統不穩定零點數，用遺傳算法統一最佳化各階段的控制器參數。仿真結果表明該控制方法大大減弱了負調，並同時縮短了調節時間，達到了良好的控制效果。
