定义(狭义 广义)

控制理论中的定义

用途

定义

狭义

相图（Phase diagram），也称相态图、相平衡状态图，是用来表示相平衡系统的组成与一些参数（如温度、压力）之间关系的一种图。它在物理化学、矿物学和材料科学中具有很重要的地位。

广义

相图是在给定条件下体系中各相之间建立平衡后热力学变量强度变量的轨迹的稽核表达，相图表达的是平衡态，严格说是相平衡图。采用的热力学变量不同构成不同的相图。材料学工作者最关心的是凝聚态。

相图不能说明平衡过程的动力学，不能判断体系可能出现的亚稳相。

简单的相图如水的图（见上图），从中可以很容易地读出水的三相点、临界点等信息。图中的分隔线称为“两相平衡线”，所划出的范围表示单相区（双变量系统），两个变量可以同时在一定范围内改变而无新相出现。常见的二组分系统相图有压力-组成图、温度-组成图、蒸汽压-液相组成图、溶解度图（温度-组成）、低共熔混合物相图等。

控制理论中的定义

在控制理论中，相图（phase portrait）是动态系统在相平面上的状态轨迹的几何表达。右图是经典非线性系统 Van der Pol 公式的相图。图中Van der Pol 振荡器的状态轨线收敛于一个极限环上。

通过研究非线性系统（如钟摆，倒立摆，隧道二极管等）在平衡点附近的相图特性，可以判断系统的稳定性，渐近稳定性等。

相关关键词：

鞍点（saddle），焦点（focus），分叉（bifurcation），极限环（limit circle），周期轨道（periodic orbit）。

用途

对于多相体系，个相间的相互转化，新相的形成，旧相的消失与温度，压力，组成有关。根据实验数据给出的表示相变规律的各种几何图形称为相图。从这种几何图形上，可以直观看出多相体系中各种聚集状态和它们所处的条件（温度，压力，组成）。

金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属等材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。

相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态。

表达混合材料性质的一种很简便的方式就是相图。二元相图可以看作是标示出两种材料混合物稳定相区域的一种图，这些相区域是组成百分比和温度的函数。相图也可能依赖于气压。