
- •Основні поняття та визначення теорії автоматичного керування
- •Основні поняття та класифікація автоматичних систем керування.
- •Класифікація аск.
- •За характером функціонування:
- •2. За характером керування:
- •3. За принципом пошуку:
- •4. За керуючою дією на об’єкт:
- •5. За математичним поданням:
- •6. За характером передачі сигналів:
- •7. За кількістю параметрів, що керуються:
- •1.2 Опис функціональних елементів і систем автоматичного керування.
- •1.2.1 Опис елементів в статичному режимі
- •1.2.2 Опис елементів в динамічному режимі
- •1.2.3 Перехідна функція
- •1.2.4 Передаточна функція
- •1.3 Типові динамічні ланки та їх характеристики
- •Інтегруюча ланка з затримкою.
- •Ізодромна ланка.
- •1.Ідеальна диференціююча ланка
- •2. Диференціююча ланка з затримкою (реальна диференцююча ланка)
- •З’єднання лінійних ланок
- •Властивості об’єктів, що керуються.
- •Аналіз автоматичних систем керування
- •Стійкість лінійних систем автоматичного керування
- •Критерії стійкості
- •Алгебраїчні критерії
- •Частотні критерії
- •Запаси стійкості
- •2.4 Якість роботи автоматичних систем керування
- •2.5 Підвищення точності та методи покращення якості автоматичного регулювання
- •2.5.1 Поняття про закони регулювання
- •2.5.2 Методи підвищення точності автоматичного регулювання
- •2.6 Аналіз нелінійних систем автоматичного керування
- •2.6.1 Загальні поняття нелінійних систем
- •2.6.2 Особливості досліджень нелінійних систем
2.6 Аналіз нелінійних систем автоматичного керування
2.6.1 Загальні поняття нелінійних систем
Нелінійними називаються автоматичні системи, динаміка руху яких описується нелінійними диференційними рівняннями. Нелінійність диференційних рівнянь обумовлена нелінійною характеристикою елементів системи. Якщо в системі є хоча б одна ланка з нелінійною статичною характеристикою, то вся система буде нелінійною.
Динамічні характеристики нелінійних елементів описуються нелінійними диференційними рівняннями, точне інтегрування яких, як правило, неможливе.
Майже всі реальні елементи автоматичних систем нелінійні і лише наближено їх вважають лінійними.
Не лінійності розбивають на дві групи: несуттєві та суттєві.
До першої відносять такі не лінійності, на яких при малому діапазоні зміни аргументу, вибирають ділянки близькі до лінійних і заміняють їх лінійними ділянками. Динамічні розрахунки таких систем ведуть як для лінійних.
До других відносять не лінійності, що бувають розривними або неоднозначними функціями, або функціями, що мають злам:
а) нечутливість – при зростанні вхідного сигналу хвх за модулем в один чи інший бік від нуля до деякого значення а, цей сигнал через нелінійний елемент не проходить.
С
татична
характеристика:
хвих
= 0 при хвх
а
хвих = k (хвх – a) при хвх а
хвих = k (хвх + a) при хвх - а
k=tg - коефіцієнт пропорційності.
Величина 2а називається зоною нечутливості елемента.
Приклад: механічний підсилювач
б) обмеженість – вихідна величина не може перевищувати за модулем певну межу В.
Статистична характеристика:
хвих
= k хвх
при хвх
B/k
хвих =B при хвх B/k
хвих = -B при хвх -B/k
Приклад: мембрана чутливого елементу, електричний підсилювач.
в) нечутливість і обмеження.
С
татична
характеристика:
хвих = 0 при хвх а
хвих = k (хвх – a) при а хвх B/k+ а
хвих =B при хвх B/k + а
хвих = k (хвх + a) при -(B/k+а) хвх - а
хвих = -B при хвх -(B/k +а)
Приклад: гідравлічний та пневматичний підсилювачі
г) люфт
С
татична
характеристика:
х вих = k (хвх - a) при dxвх /dt 0
та k хвх – хвих= kа
хвих = k (хвх + a) при dxвх /dt 0
та хвих - k хвх = kа
dxвх /dt =0 при k хвх – хвих kа
k=tg
Приклад:механічні передачі з зазором.
д) люфт з обмеженням
С
татична
характеристика:
х
вих
= k (хвх
- a)
при dxвх
/dt
0, k
хвх
– хвих=
kа
та -(B/k - а) хвх B/k + а
хвих =B при dxвх /dt 0 та хвх B/k + а
хвих = -B при dxвх /dt 0 та хвх - (B/k – а)
хвих = k (хвх + a) при dxвх /dt 0, хвих- k хвх = kа
та -(B/k + а) хвх B/k – а
хвих =B при dxвх /dt 0 та хвх B/k – а
хвих = -B при dxвх /dt 0 та хвх - (B/k + а)
dxвх /dt =0 при k хвх – хвих kа
та хвх B/k + а
е) релейні елементи – вихідна величина може приймати лише кінцеве число значень при безперервній зміні вхідної величини:
-
релейний
елемент з зоною нечутливості;
х
вих
= 0 при -а
хвх
а
хвих =B при хвх а
хвих = -B при хвх - а
р
елейний елемент без зони нечутливості;
- з нейтральним положенням:
х вих = 0 при хвх = 0
хвих =B при хвх 0
хвих = -B при хвх 0
- без нейтрального положення:
х вих =B при хвх 0
хвих = -B при хвх 0
н
еоднозначний релейний елемент без зони нечутливості;
х
вих
=B
при
хвх
b
хвих = -B при хвх b
хвих =B при dxвх /dt 0 та -b хвх b
хвих = -B при dxвх /dt 0 та -b хвх b
Величина 2bвизначає величину зони неоднозначності.
н
еоднозначний релейний елемент з зоною нечутливості;
х
вих
=B
при
хвх
а2
хвих = -B при хвх - а1
хвих =0 при – а1 хвх а1
хвих =В при – а1 хвх а2 та dxвх /dt 0
хвих =0 при а1 хвх а2 та dxвх /dt 0
хвих = -В при –а2 хвх - а1 та dxвх /dt 0
хвих =0 при – а2 хвх а1 та dxвх /dt 0