39 Передаточные функции разомкнутой, замкнутой сау и ошибки регулирования.

Характеристические уравнения систем

Типовая структура замкнутой САУ, передаточная функция и характеристическое уравнение разомкнутой системы.

– передаточная функция разомкнутой системы.

Для линейных систем применим принцип суперпозиции воздействий (независимых воздействий).

- Передаточная функция замкнутой системы относительно регулирующей величины по задающему воздействию.

– передаточная функция замкнутой системы относительно задающей величины по возмущающему воздействию.

– передаточная функция замкнутой системы относительно ошибки регулирования, по задающему воздействию.

– передаточная функция замкнутой системы относительно ошибки регулирования, по возмущающему воздействию.

– передаточная функция разомкнутой системы

– Характеристическое уравнение разомкнутой системы получается приравниванием к нулю знаменателя передаточной функции разомкнутой системы.

Для нахождения характеристического уравнения замкнутой системы необходимо также приравнять к нулю знаменатель передаточной функции замкнутой системы

Характеристическое уравнение замкнутой системы может быть получено приравниванием к 0 суммы числителя и знаменателя передаточной функции разомкнутой системы.

20 Критерии устойчивости. Критерий Гурвица.

Устойчивость – свойство САУ возвращаться в заданный или близкий ему установившийся режим после какого-либо воздействия.

САУ устойчива, если переходные процессы в ней затухающие, выходная величина является ограниченной при условии, что входная величина также ограничена.

Критерий устойчивости Гурвица:

Пусть D(p) = a₀pⁿ + a₁p^n-1 + … + a_n, тогда:

- определитель Гурвица

Для того, чтобы система была устойчива необходимо и достаточно, чтобы ∆n и все его миноры были положительны при a₀>0.

21 Критерии устойчивости. Критерий Найквиста.

Относится к частотным критериям и позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по виду годографа АФХ разомкнутой системы.

Передаточная функция замкнутой системы –

Передаточная функция разомкнутой системы –

Разомкнутая система в общем случае может быть не устойчива. Но если она устойчива в замкнутом состоянии, то этого достаточно для ее работоспособности.

(-n+2l)π/2= l_*π

Для устойчивости замкнутой линейной системы n-го порядка необходимо и достаточно, чтобы при изменении частоты от 0 до ∞, изменение фазы частотной функции D(jw) равной 1+W(jw) равнялась l_*π, где l – число правых корней характеристического уравнения разомкнутой системы.

Вспомогательную частотную функцию W(jw) на 1 отличающуюся от амплитудно фазовой характеристики разомкнутой системы можно рассматривать как АФХ при смещении оси ординат на -1.

На практике такого смещения не делают, а рассматривают изменение фазы функции D(jw) как изменение фазы вектора, проведенного из точки с координатами (-1;j₀) к годографу АФХ разомкнутой системы.

При изменении частоты до ∞ конец этого вектора скользит по годографу АФХ разомкнутой системы.

Формулировка критерия:

1) Общий случай: для устойчивости замкнутой системы n-го порядка необходимо и достаточно, чтобы изменение фазы вектора проведенного из точки (-1;j₀) к годографу АФХ разомкнутой системы при изменении частоты в интервале от 0 до ∞ было равно l_*π, где l – число правых корней характеристического уравнения разомкнутой системы.

2) Частный случай 1: если в разомкнутом состоянии система устойчива, тогда для устойчивости системы необходимо и достаточно, чтобы годограф АФХ разомкнутой системы не охватывал точку (-1;j₀)

3) Частный случай 2: Особенности применения критерия Найквиста для астатических систем.

При оценке устойчивости астатических систем необходимо учитывать фазовый сдвиг определяемый левыми корнями характеристического уравнения, чтобы исключить влияние интегрирующих звеньев необходимо при w>0 достроить АФХ разомкнутой системы дугой ∞-о большого радиуса ν_*π/2 против часовой стрелки, где ν – порядок астатизма системы – число интегрирующих звеньев. Далее применяем критерий Найквиста в обычной интерпретации.

На рисунках 3,19 и 3,20 запас устойчивости.