Вопросы
Что называется моделью САУ?
Что понимается под понятием динамические режимы работы САУ?
Какой математический аппарат используется для анализа динамических режимов работы САУ?
Как записать дифференциальное уравнение движения в операторной форме?
Что называется операторной формой записи дифференциального уравнения?
Что вы понимаете под пространством состояния САУ? Дайте его графическую интерпретацию?
Как представить уравнения движения САУ в форме Коши?
Какие методы решения дифференциальных уравнений вам известны?
Что называется преобразованием Лапласа? Как оно производится?
Какие основные свойства преобразования Лапласа вам известны?
Что называется передаточной функций САУ?
Как определить изображение сигнала в САУ?
Что называется характеристическим уравнением системы?
Как определить статические характеристики САУ, если известна ее передаточная функция?
Какие методы используются для получения передаточной функции САУ?
Для каких начальных условий определяются передаточные функции САУ?
Как определяется вектор выходного состояния САУ?
Как определить связь между вектором управляющих сигналов и вектором выходного состояния?
Для чего используются прямое и обратное преобразования Лапласа?
Чем отличаются формы записи дифференциальных уравнений в операторной форме и преобразованных по Лапласу?
Что называется структурной схемой САУ?
В каких терминах определяется передаточная функция САУ?
Для чего проводятся преобразования структурных схем САУ?
Как определить передаточную функцию замкнутой САУ относительно любой компоненты вектора ее выходного состояния?
Как используются матричные методы для определения передаточных функций САУ?
Тема 5. Типовые динамические звенья
Для анализа САУ используют метод декомпозиции. Для этого система автоматического управления разбивается на динамические звенья.
Динамическим звеном называют устройство любого физического вида и конструктивного оформления, представленное определенным дифференциальным уравнением.
В соответствии с определением классификация динамических звеньев производится по виду дифференциального уравнения, а именно, по его порядку. Так как одними и теми же дифференциальными уравнениями могут описываться устройства любого типа (электрические, электромеханические, гидравлические, тепловые) то такое предположение позволяет использовать для проектирования различных устройств одинаковые подходы.
Динамическое звено
можно представить в виде "черного
ящика" на который воздействуют
управляющее воздействие
и
внешнее возмущение
.
Реакция звена на эти воздействия
определяется как
.
Рис. 1. Представление динамического звена.
Статическая характеристика любого звена может быть изображена прямой линией, если рассматривается линейная или линеаризованная САУ.
Для звеньев статического типа линейной зависимостью связаны выходная и входная величины в установившемся режиме работы САУ. Коэффициент пропорциональности между выходной и входной величинами называется коэффициентом усиления звена.
.
В звеньях интегрирующего типа линейной зависимостью связаны производная выходной величины и входная величина в установившемся режиме.
.
Для таких звеньев справедливо равенство
.
Коэффициент пропорциональности в этом случае называют добротностью системы.
Рис. 2. Статические характеристики звеньев статического (а) и интегрирующего (б) типа.