Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Крылов В.И. Теория автоматического управления сб. задач

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.13 Mб
Скачать

3. Определяем частоту автоколебаний CJQ . Она будет рав^

на частоте Cjjf , т . е .

с^а^ЗсаГ!

4. Находим амплитуду автоколебаний. Для этого определяем эквивалентный комплексный коэффициент передачи, который имеет

следующий вид

^

 

 

Ц ^ в ж ~ '

( 9 л 7 )

Амплитуда автоколебаний рассчитывается на основании выра­

жения вида

 

 

20tyWH(#)=Lf(G)r).

 

Величина A{(uijf} определяется на основании ЛАХ рис.

9.19.

20tg4B-20ti[fir-2Digfi-l2,5fi 4-36.

5.Определяем устойчивость автоколебаний. Автоколебания являются устойчивыми.

6.Проверяем выполнение условия фильтра. Для этого опре­ деляем величины VJf(cdCi)t p\Zff2u)a,)« сравниваем их между собой.

Чем больше отношение

Щ(о)д.)

(9 . 18), тем лучше

/А,2/.

В рассматриваемом

случае отношение разно 4,22.

 

3 а д а ч а 9.15

 

 

 

С помощью метода гармонической

линеаризации определить

возможность возбуждения автоколебаний в системе, структурное изображение которой представлено на рис. 9.20.

На»

Рио. 9,20

140

Если в системе возможно установление автоколебаний, то определить амплитуду и частоту автоколебаний для координаты Л2 (ij (см. приложение 5 ) .

Исходные данные:

WfW-

у(р)

t+r,p+%*p*>

{ Л / / П )

У20)

MZ

.

щр'-шг

 

t + np "

 

УСР) _

Из

 

ЫР) ~

1+Т.р

З а д а ч а 9.16

 

 

 

Методом гармонической линеаривации

исследовать сиотему,

рассмотренную в задаче 9.14, если приведенная линейная часть системы имеет следующий виц:

ШР)~

p(7+r,pXf+Ttp)

'

Параметр нелинейного

элемента В = 1 в.

 

З а д а ч а 9.17 Методом гармонической линеаризации исследовать АС, струк­

турное представление которой изображено на рис* 9 . 21

 

 

W2

>>

- V

а'

 

 

W.&)

Рис. 9.21

141

Йоходные данные:

T^QJcex; Tz=fce*?; а=*Юма, 6=qt$&

Г Л А В А 10

1МПУШШ АВТОМАТИЧЕСШ СИСТЕМЫ

Импульсной автоматической системой называется такая сис­ тема, у которой хотя бы в одной.точке замкнутого контура осу­ ществляется квантование сигнала по времени. Типовая функцн~ ональная схема импульсной автоматической системы показана не рис. 10 . 1 .

Репрер. чаш часть

Рис. 10.1 Особенности исследования импульсной системы определяют­

ся тем, что динамика дискретной части описывается разностным

уравнением, а динамика непрерывной части -

дифференциальным

уравнением. Чтобы перейти к

единому математическому описанию,

рассматривают связь сигналов

tf(£J

и

X(i)

только в дис­

кретные моменты времени "t— пТ

,

где

Т

- период кванто­

вания. Это позволяет составить

ревностное уравнение, свявн-

143

веющее ^(nTJ

с Х(пТ)

и

отражающее свойства

импульсной

системы в целом.

 

 

 

 

При неучений импульсных систем применяется дискретное

преобравование Лапласа и

Z

- преобразования,

имеющие т а ­

кое же значение, как преобравование Лапласа для исследования непрерывных систем.

Применение - преобразования позволяет выполнить полное исследование импульсной автоматической системы по ме­ тодике, во многом подобной методике исследования непрерывных систем.

В ее основе лежит эквивалентная структурная схема им­ пульсной системы (рис. I D . 2 ) ,

УСЭ9

Рис. 10.2 где дискретная передаточная функция системы в разомкнутом состоянии

Передаточная функция дискретной части определяется по ее разностному уравнению. Вели в системе в качестве фор­ мирующего элемента применяется фиксатор, дискретная переда­ точная функция приведенной непрерывной части Wn2C%) опре­ деляется по формуле

144

По дискретной передаточной функции VJ(S)

можно

определить

основную дискретную передаточную санкцию замкнутой

системы

^ ( 3 : ) ХШ 1+Wcz)

и дискретную передаточную функцию по ошибке

Анализ импульсной автоматической системы включает опре­ деление ее устойчивости, точности и показателей качества переэеодного процесса.

Основным алгебраическим критерием устойчивости является критерий Щур-Кона. Для исследования устойчивости импульсной системы можно применить и критерий Г'урвица» если выполнить в

характеристическом

уравнении

преобразование

переменной: £ —

 

Сшибку работы импульсной системы в установившемся режиме можно определить, используя теорему о конечном значении:

Для определения показателей качества строится график

дискратной переходной функции

пТ) .

Удобнее

всего

вто

выполнить, испольэуя разложение

-

преобразования

пере­

ходной функции H(3Q в

степенной ряд.

 

 

 

Подробно вопросы исследования импульсных систем изло­

жены в учебном пособии /

/f. 3-

/.

 

 

 

Рассмотрим методику анализа на примере простейшей им­

пульсной системы, схема которой

показана

на рис.

10.3.

 

10 Зак. 178р.

145

р

Рис. 10.3 Определим дискретную передаточную функцию системы в разомкну­

том состоянии: .

2 Л (Z-vsz-jS) Z-J3

Найдем основную дискретную передаточную функцию:

Характеристический полином вамкнутой системы рзьен?

Чтобы определить устойчивость системы, воспользуемся под­

 

становкой <?=

1-й/

. Характеристический

полином получим

в

 

^

/

7

*

^

 

 

виде:

^

 

 

 

По критерию Гурвица для устойчивости

системы первого

по­

рядка

достаточно,, чтобы коэффициенты характеристического урав­

нения были положительны:

 

 

 

 

Коэффициент ао

>"0

всегда,

т . к . у5 = ^

/ .

Поэтому

система будет

устойчивой, если

Qj ">"0

или /*fi +

^р">1}

146

Тов.

 

ft/3

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим

ошибку

работы системы при

ОС(£)*=й .

- преоб­

разование

входного сигнала равно;

 

 

 

Применяя теорему о конечном значении, получим!

 

У£т

Z

Л-/3

3.-1

~(1-р)Щ^Г*Ш'

Рассчитаем дискретную переходную функцию системы л(пТ).

Ее

- преобразование

 

 

 

Выполняя деление числителя на знаменатель, получим

причем:

Качественно вид дискретной переходной характеристики Л (frf)

Ми 7)

\ - « я

К

 

ftК

 

А

Рис. 10.4

147

10"

Исследование импульсной автоматической оистемы может быть выполнено непосредственно методами теории непрерывных

систем, если период квантования Т достаточно мал» Возмож­ ность исследования проверяется по соотношению:

где СОС M часть срева непрерывной части системно При вы­ полнении этого соотношения эквивалентная структурная схема им­ пульсной оистемы имеет вид (рис. 10.5)

Чг®

Рио. 10,5

Для удобства исследования передаточную функцию вапавдывающего ввена можно приближенно записать следующим образом:

После етого

анализ

импульсной

системы ничем m отличается от

анализа непрерывной

системы.

 

 

 

З а д а ч а

10.1

 

 

 

 

Определить дискретную функцию X('пТ)

« соответствую­

щую заданной непрерывной функции

X(iJ . Построить график

дискретной

функции. Найти

г

преобравование от

14В

l . x(tj =

4r8e-z*?

• г ,

з . x№ = 5sir?(2-£+irJ,

5,

x(i)~2+

zsint.

З а д а ч а 2 0 ^

 

Построить график сигнала на выходе импульсного элемента,

если на его вход поступает сигнал Х("6)~ lOStfi SJTit, Вели­

чина периода квантования Т равна: 0,0167 сек; 0,033 сек; 0,05 сек; 0,1 сек; 0,15 сек; 0,2 сек; 0,3 сек.

З а д а ч а

 

10.3

 

 

 

 

 

Построить график сигнала на выходе импульсного еявмента,

работающего

с

периодом квантования

/ ** - j

-

, если на его

вход подается

синусоидальный сигнал,

частота

 

СО

которого

равна, Щ-

;

5-§§f-;

9 - $ g - ;

l ^ f

f

- - .

 

3 8 . 1 а ч а

 

10.4

 

 

 

 

 

Определить дискретную передаточную функцию равомкнутой

системы, структурное представление которой цано на

рноЛС.6.

±

Рис. Ю»6 Передаточная функция W^(p) имеет вид*

149

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ