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

книги из ГПНТБ / Солодовников В.В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
19.04 Mб
Скачать

Характеристики

воздействий

 

 

н

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

п

спектраль­

с

о

 

2

 

 

C

 

 

к

S

ц

 

 

ная

а

и

s

 

%

га

«

r f

c j

 

плотность

1

^

, 1

о

?

 

помехи

га

<j

сг

о

 

 

S n (ш)

 

к ;

ег

ь * . Д .

 

С .

to

=

к

 

 

Н

J3

га

м

 

 

 

о *j

Li ч

п

 

 

6

=

V

С

^

11 I

с-

ш

<2

0

IV

2аР2

0

ш3 4- аа

 

 

Т а б л и ц а 8.1

Оптимальные импульсные переходные и передаточные функции

н

S

3

Оптимальная

 

Коэффициенты, входящие

 

•9*

Оптимальная

 

импульсная

в выражение импульсной

 

СП

передаточная

переходной (передаточной)

 

о

переходная

е 3

X

функция Ф {S)

функции, или уравнения

 

о

функция к ( / )

 

 

 

для их определения

 

2 =

 

 

г

3

 

 

 

З'З

 

 

 

«

q

 

 

 

(ГО О

 

 

 

A. + A S

т

 

+

 

 

л

4 бС,

 

 

 

 

 

Л — Г Т- ’

e3

Г P + P

 

 

 

 

с,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------- c

ST — 'fe

s^\

 

А = _ А + А А

 

 

A -f- Ajf 4-A-jt' — (l — e~s T) -L А /"_!

A ,=

9Г -

36С.Г-30С,

Ea

9T*-~72C, T l—60CnT-

 

*

 

i

U

 

 

 

C'

 

с,

 

-47-- 7V~^) +

 

-36Г +192С ,7'+180С а

1 9 2 C ;r-f 360Ct С3ГЧI80CJ

 

 

A =

Си

 

 

P

 

 

 

 

 

 

P

 

 

Д, / 2"

2

 

A .=

3 0 Г - 180C, Г — 180C2

 

 

 

4 (

4 2

4 “ '

 

 

 

 

 

 

^ e-«r_ p e-47^

9.,= 1

л 3+ ^ ,с +

 

 

 

 

 

 

 

 

>lj

у,4 X

1

4с- = (1 6 Р -2 4 0 С ,Р -

С,

-i-Ajf + Aa/1

- 1 e ~ s T - T e - s T ^ +

X (4Р -

30С,Г3 - 60С.Т -

35Сз)

— 480СаР -2 8 0 С 3Р-)-

с,

 

 

 

 

 

 

 

.

60

 

+ 120ЭС;Г1 + 6480С^Г2 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сз

 

 

+ А ( А _ ^ - 4 Г _

 

 

 

А, = Т 1 Х

 

 

 

 

 

4

\ 4*

4J

 

X ( - 2 Р + 20С,Р+45С27'+28Са)

4- 2800Cg + 5400С1C . J 3 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- E . e - s T _ r e - s T j +

 

 

 

»

60

 

 

+ 3360С,С3Р +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А =

т г х

 

 

 

 

 

 

j - A

f A

- A

e - s T _

Х(4Р -

 

45С.Р - 108С,Т -

70Са)

 

+ 8400?..СзГ): Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

4

^ 4“

43

 

 

 

 

,

140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- * L e - S T _

 

 

 

^ = Т Г Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

в

 

Х (-Р + 1 2 С ,Р + 30СаГ+ 20Сз)

 

 

 

 

 

 

 

 

e - s T _ T. e - s T \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и-.,= 1

А1+ Л1/ +

 

 

 

 

 

 

 

4а (а2Р + ЗаГ4-3)

Т

8 (а-Т -+ За Г + 3)

т

^

- ^

+ т

( т -

Л“_

(а2Р + 6 а 74-12) (аГ+2)

(й“Р + 6 о 7*+12)(д 7*+2)

. С,

+

^1° (0 +

 

 

fl — s T

 

%

 

 

 

 

6а2

 

 

24а С,

 

 

+

О р (С -Г )

 

 

4

ГС

■?Г) +

 

 

 

1 а 3Р + 6аГ 4 -12

 

а^Р + баТ'А 12

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24С,а

 

 

 

 

 

 

+ c l + D1c _ 's7’

А

 

 

 

6а!

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а*Р + 6а7-+12т

+

Т (а"Т‘ + 6 аТ +

12)

 

 

 

 

 

 

 

 

+

с

 

 

1202

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

1 7'(aa7'J+ 6a7-+12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(2ааР + 9аГ4-12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С1 ~ ( a 2P+6a7'+12)(a7’+2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 (а Г + 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С|

Г (а37'-Ч-6а7'+12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2аГ(а7- + 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(е:Р+6аГ+12)(аГ+2)+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. _

 

6(аГ + 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

1

7'(а2Р + 6а7,+

12)

 

 

 

со

О!

о

ас

н

ffl

о

я

н

S X

п

о

п

о

Л

о

»

я

>

н

сг

о

bi

<

-3

>

СЯ

p tr

я

я

со

сл

 

Характеристики

J3

 

 

 

 

воздействий

н

 

 

.Ne n/n

 

X

ошибки

 

 

 

спектральнаяплот­ случайнойность составляющей полезногоснгиа* aЛш(mS)

Заданныекоэффици

 

 

спектраль­

 

 

Оптимальная

 

 

 

импульсная

 

ная

 

 

переходная

 

плотность

 

 

функция к (/)

 

помехи

 

 

 

 

 

s„

(»)

 

 

 

 

V

2а?‘

0

р .

А ,+

А,/ + А373 +

ша +

Са

= i

 

 

 

с,

+ С;?(2) +

 

 

 

 

с ,

+ 06(7 - Т )

to

Одэ

Р

со

а

о

 

 

 

§

 

 

 

о

 

 

 

)=

 

 

 

о

 

 

 

о

 

 

 

а

 

 

 

х

2дрт

1*о-=

А,+ Ait+

с

VI

Л

«Р+ а3

 

 

С,

+ АъР+ А ^ +

 

 

с 3

+ с|о(0 +

 

 

С,

+ D,S (7- Г )

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 8.1

Оптимальная

передаточная функция Ф (5)

s '

$ VJ

~ ~ с ~

— T e ~ s ^ j +

___ — e ~ s T _

S \ J 3

s ’

- 2 L e - s T _ r c - s T j +

+ c [ + D i e - sT

J

S

\ s

— i - c ~ sT — Te~

-

 

 

) +

+ A,

/ 2 2 , - s T _

- K e s T _ r e - s T

S

 

r) +

A.

 

 

+ s

i 3

 

- ST _ 2 H

T _

_ p e-i7-) + c' + Djeir

Коэффициенты, входящие в выражение импульсной переходной (передаточной) функции, или уравнения для их определения

A..= [144asP + 504u4P +

+720а3Р + 1 8 а « Р - С , X

X(504а"Р+720а‘Р —4 320а3Р —

-17 280а3Р —17 280а Р +

+72а » Р ) - С, (360а=Р — —5760а3Р+ 60 а“Р -17 280а3Р —

—17 280аГ)) :(36а5Р +

+288а‘Р + 1248а3Р + 2а«Р+

+ 2880а3Р + 2880а Р), А, = [—(504а5Р + 1440а4Р +

+1440а3Р + 72а»Р) +

+С, (3168а°Р+ 10 080а‘Р + +11 520а-Р + 384а“Р ) +

+С3 (2880а5Р + 8640а4Р +

+8640а3Р+360а4Р)] : (36а3Р +

+ 288а4Р + 1248а3Р + 2аа7+ + 2880а3Р + 2880а Р), А3=[360а'Р+720а4Р + 6 0 а » Р -

— С, (2880а5Р + 8640а4Р +

+8640а3Р + 360а“Р) -

-С3 (2880а5Р + 8640а4Р +

+8640а37’+360авР ) |: (36а5Р +

+288а4Р + 1248а3Р + 2 а ° Р +

+2880а3Р + 2880аР),

C j= |(216а4Р + 1128а3Р +

+2880а’Р + 18а3Р+2880аР)—

—С, (888д‘ГЧ-4Ш8а>2*+ +11 520а3P +11 520aP +

+72а ‘Р ) - C, (8640a3P +

+60a5P +8б40аР + 3600a3P +

+720а4Р)] :(36а=Р + 288а4Р +

+ 1248а3Р + 2а “Р + 2880а3Р + + 2380аР),

О = [б а 'Р + 48а4Р + 120а3Р — - С , (48а*Р+552а4Р + + 2592а ’Г + 5760а3Р + + 5760а Р ) - С, (60а5Р +

+720а4Р+3600а3Р+8640а3Р + + 8640а Г)] :(36а!Р + 288а4Р +

+1248а3Р + 2а»Р + 2880а!Р +

+2880а Р)

I А'Т I А' ' А,Г> 1

а ^ а т а3 ' а т

+ а 3 '1" а 3 + ^ +

+ф + * ¥ + Ц ? - ° ’- о-2Аа, 2А.Г

_Ах . 2-Ад

6А,

а я 3 а э

!-С ! = 0,

а 4

д г + ^ + А3Р ЛА + 2 + 3

+ c1 +ol=i,

+^ f - + D lT = C „

А ,Р , А , Р , А3Р , АаР

+— +-т -+- б —

+D, Р = — С3,

А„Р , Л ,Р , А3Р ,

4

5

6

^

 

 

 

еа

 

 

СИНТЕЗ

?

2

Гл 4 ^ 1

л-

ОПТИМАЛЬНЫХ

 

а

[ Л

а »

 

 

 

A tCi А%

 

 

СИСТЕМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

КОНЕЧНОЙ

 

 

 

 

 

 

»ПАМЯТЬЮ«

 

 

 

 

 

 

.ГЛ[

 

 

 

 

 

 

VIII

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

11]

+

С ( А 1

+ ^ ) -

ТАБЛИЦЫ

р3

а 1^ + -^г+

 

 

— С3А3

+ CaAaj

И

 

ПРИМЕРЫ

 

 

 

+ ^ Р - + 0 , Р = С 3

СО

сл

со

п/п

VII

VIII

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 8.1

Характеристпкн ваоздействий1

спектральная плотность помехи S n (ш)

ч *ае

«

 

а

о

:

 

 

s «

(

 

к «я oj

:

 

ЯОй<

 

л

>»2 О д

Ч е; Кfed

я

и ч

2

к

о .

аз

н л « «

 

a (- ь о wO

ш о о ч

 

ЕОСОЯ

и

s о

с

ч

2

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

X

Оптимальная

 

Коэффициенты, входящие

 

■9*

Оптимальная

 

•е*

импульсная

в выражение импульсной

 

передаточная

переходной (передаточной)

еа

0

переходная

X

функция k (1)

функция Ф ($)

функции, или уравнения

 

01

 

для их определения

 

2 х

 

 

 

X

*

 

 

 

Ц

g

 

 

 

a

 

 

 

СО О

2ар2 (ш 2+ а 2+ ш2)

Цо=1

Л04*

4*

ш1+22-ш2) ш2Т (а3+Шо)'‘

С,

+ В , Л ' + В ,е ^ +

 

 

+

с

’г(0 +

 

 

+

о,Ч<-г)

^ — ' г)+ 4 Ч 7 - - 2а62Л0+ 232 1-

- у г - ^ - Г г - ^ Ч -

— b3 B 1 + b3 B,i + 2Ь2 c j= 0 ,

= (Л0+ С,А,)

 

 

 

2ш262 А0 - 4 а ш 2 A j + 63 X

 

+ _ 1 и [ 1 _ е - ( ^ - Х , ) Г ] +

 

 

+ ^ -[i-* -(* -V i)n +

X(6-e)B, + 6s(* + e)B.1= 0,

 

- 2а62А0+2(ш2- а 2- а Ь 2г ) X

 

+ Cj + D1e _,f7’

Х Л , + Ь3еьтВ г - Ь3е ~ ЬТВ 2+

 

 

4-26*0, =

О,

 

 

2ш362А 0 + 2ш3 (2а

+ 6 2 г А) 1 +

 

+63(а+ 6) еьтВх +

+63(6—а) в-Ь^Ва=О,

26ГЛ0+ Д 1Г26 + 2В 1е67’- 2 В 1-

2Bae _ *7'4 2 B a + 2 b q +

+260, = 26,

ЗЬ-Т2А 0+ 2Ь3Т3А 1 +

+6В1еь7’(6 Г - 1 ) + 6 В ,+

+6В2еь7'( - Ь Г - 1 ) + 6В3+

+ 6Ь’ГВ, = 6Ь5С„

где

2аР2 ( ш2+ а 2+ ш2)

А„+ А,/ + АаВ +

4+22—ш2) ш2+^а22^2

+ В,г?чг+В3е^7'+

 

+ С,’5(0 +

 

+ В,о(7-Г)

6= V^a",+ WQ==^ч== —*2

А ;(1 _ е-4Г) +

-2ab*A 0+ 2 (a s -<o’) Ь М ,-

- 6»В, + 6*В2 + 26»Cj +

S

 

 

+ —

(——e ~ s ^ —

+ 4a (3 т 30 - а а) д а = 0 ,

s

\ s

s

 

е - s T ) + >

2ш264Д0 - 4 а ш 2Ь2Д 1+

+ (Ь — а ) Ь5В, + 6* (6 + а)В „ +

f 'L

г

х Ь ~ - ^ е

+ 4«2(3а212)да=0,

I

Е- _ 2a /

р» 6a +

2aa

+ S r * ~

6<d*

b* -4-

+AlCx—AaCz)

— — e ~ s T — T * e~ s T 'j +

- 2 а 6 4Д0 - 2 6 а ( а 2 - ш 24-

.•8>._[1_

в-(* -Х 1)Г] +

+ а62г ) Ах+ ЬЬе ЬТВ 1 -

s—Х,

 

- 66в -ь7’Ва + 2ЬвО:1-

B a

[l

W ] +

-2(а64Г2 + 2а363Г -

s ~~ Xj

Df c - sT

4* Cj +

— баш2 + 2а3 — 2ш262Г■ )да = о ,

где

_

 

— 2ш26 4 Д 0 — 263ш2 х

6= / a > 4*

X; = ---Xa‘

X(62Г+2а)Д1- 6 6(Ь+а)В 1е6Г-

- Ь Ъ ( Ь - а ) е ~ ЬТВ 2 -

- Зш2 (б4?2 +4 аЬ2Г +

+ 6а3- 2ш22= 0,

6ЬГА„ + 36ГМ, + 267=А, +

+ 6В,«ЬГ -6 В , - 6В , е ~ ьт +

4*652 4*6&С^ + 6ЬД^=6Ь,

бб ^ Л + ^ б ^ Р Л , 4- Зй*ГМ, 4-

+12В,гь г (6 Г -1 ) + 12В,+

12Ва6- ьт(— ЬТ - 1 ) + 12В„ + + 12ЬэО, Г= 12ЬаС|,

206»РАо+ 156аГ*А,4- 12баРАа-Ь

+60 (b2T2e bT — 2ЬТеьт +

+2 еьт- 2 ) в 1 - 6 0 ( ь 2Т2е ~ ьт+

+ 2 Ь Те ~ ьт + 2 е ~ ьт - 2 ) В^ +

+ 606aPO 1 = — 601АС,

g>

сл

4*-

VIII .ГЛ[ »ПАМЯТЬЮ« КОНЕЧНОЙ С СИСТЕМ ОПТИМАЛЬНЫХ СИНТЕЗ

H

>

C3 b S

p E

Я

*0

s

2 PJ

-o tr

g o

Ot

СЛ

а спектрал! пая

ПЛОТНОСТЬ

«помехи

5л (“ )

IX

Характеристики

2

воздействий

 

H

 

B

 

 

X

 

 

я

 

 

X

l o

■e*

СО

в

e

tsew

fe

m

o

a n ^ U

X

5 4 68 few

3 x

1 ^ 1

a e

X в

<J в (J с 4

* *

ГОо

2df*

14=

da-f" ша

 

 

С,

2cff2(<o2+ d2+ ш2)

' +2^ - —ш2) ш2+ ^ 2‘)_2 14=С, 1

 

 

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы

8.1

Оптимальная

Оптимальная

Коэффициенты, входящие

 

импульсная

в выражение импульсной

в3

переходная

передаточная

переходной (передаточной)

функция k (t)

функция Ф (^)

функции, или уравнения

 

 

 

для их определения

 

Л„+ Л,/ +

+B ,eV +

+д а7 +

^

(1—«

^ И Ч т "

s

 

- — e - s T - T e - s

+_ А _ ( ,_ е-(^-Х1)Г)+

(l —е” (*у“ ^а)7’)

Л.,

Л.

В,

Да

 

d ^ d

d+X ,

d+X j

1-1 ’

Л„ Л,Г

Л,

Д,еХ1Г В , е ^ т

d

d

d! +

X,—d +

X, —d —U’

АТA„T + А'Г +В‘еХ'Т- J B'A- +-

 

+

Д ,Л 7

 

 

______ *1= 1

 

 

Ха

X,

*’

Л0г

T

л , г-

B ^ j

g.T. ■ 4+

2

3 ■

,2

 

+ ■~

+

 

<Х,Г- 1) + - = C„

 

 

 

 

*5

"Ь -Л/ +

+Д,гХ|' +

+в / = '+

+В ,е х^ +

+Д,ехi1

ь (1

д (-1 -

 

j2 )

 

2

^ i ( d - mo)

 

 

 

 

.j2 2\2

 

 

- - С

<>-*Г - 77?-'гГ) +

 

d + “ 0

(d +m QJ

 

 

Д, (d + X,)

 

Bg(d + X,)

 

S '

 

( i _ e - ( J - ^ ) 7 ) +

(d + X.J2+ u>q

 

(d + Х2) й+ ш2

S— X,

 

B„(d + X3)

 

Д, (d + X,)

 

 

Да

( l - e- ( s- X, )T ) +

 

 

 

(d +X3) 2+ ш2

 

(d +X4) 2+ <o2

j

Хд

 

B 3

(l —г- (s_xi)7")4

 

Л,

 

 

 

2dЛ,

 

 

j — Xa

 

- a + « f

 

( - S+ - S ) a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д,

 

 

 

 

Да

s+

 

 

 

( d +Ai ) 2+ “ o

 

(d + x 2) 2-;

 

 

 

 

 

 

 

 

+

(d +Х3)- + Ш2

 

Д,

 

= 0,

 

 

(d+X4ja + <u2

 

 

 

_ A ,d

AJd

M * 2- 4 )

 

 

 

d2+ alo

d2+ - 2

 

(d2+ ^ ) 2 +

 

 

!

B, (X ,-d )e Xir

 

Да (Xg - d) Л 7

 

 

 

( Xl _ d ) 2+

“0

 

(X2 _ d ) 2+ “0

 

 

I

B„ (X,-d) Л 7

Д, (X,—d) ex<r

 

 

 

 

(X g -d )2+ m2

(X4 - d 2)+ m 2

 

 

 

■4q

 

ЛГ

 

2a>li

 

 

 

 

d2+ .2 (d2+ a,2) - p ^ f “

 

 

 

 

В ,гХ‘7

 

 

 

 

ДаеХаГ

 

 

 

 

 

(X1 -d)- + m2

 

(X2-d )2+ ш2

 

 

 

 

В3Л 7

 

 

 

д . Л 7.

 

= О,

 

 

 

(x3- d ) +ш0

(x4-d)-+m

 

 

 

 

 

 

 

 

Л „р

__H>

,

Д

, Л

Г

 

 

 

 

Л , Р , Д,еХ, Г

(xi7~l) +

 

 

 

-+ - 43- + - Ч г ~

 

 

 

,

Д, .

В

^

Т

,

 

 

 

 

 

 

+ Т 2- + — Г " СХ^-Ц+

 

 

 

 

 

 

Л1

 

Х2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А2

 

Л3

 

 

 

 

 

 

 

, В3 , Д.еХ<г л _

,, , Д,

 

_

 

 

+ Т Г + — Гя— (х*г - 1 ) + - 5 - = С „

 

 

 

A T + Af

+

BL ( eK T _ 1) +

 

 

 

 

+ 4 1 (ехаг _ 1)+, в1 (гх3г _ 1)+

 

 

 

ла

 

 

 

 

А3

 

 

 

+ - Х 7 (еХ‘Г - 1)=1

со

сл

о

X

ч

го

4 X

5

>

ь» о*

X

Е

*

о

ч

и

г

я

о

X

и

х

X

о

»

А

X

>

г

а

4

сг

5

:=>

<

4

>

£з 5

Р

СГ

я

TJ

S

со

сп

п/п

XI

Характеристики

воздействий

 

­

случайнойность составляющей сигнаполезного­ 5ла

спектраль­

спектральнаяплот

ная

 

 

плотность

 

'

помехи

 

(ш)

s „ и

 

т_ v

с?

 

0

Заданные коэффициенты ошибки

Н-о==1

С,

с3

с3

С,

Оптимальная

импульсная

переходная функция k (/)

У

•А0-Ь

+л я^ + л л/ ч

+-V*

Оптимальная

передаточная функция Ф (J)

j s v s

— i- e ~ s T - T e ~ s T } +

i ( —___ — e - s T _

--HL e - s T _ - p e - s T ^ +

+ * i ( J L __ L e ~ s T -

?

e - s T _ i E L

e - s T _

s

e

- A - , i ) + 4 ( * _

24 e - s T _ ? ± T e - s T _

П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 8.1

Коэффициенты, входящие в выражение импульсной переходной (передаточной) функции, пли уравнения для их определения

= А

(5Г‘ - 60С.Р - 210CJ'’ -

 

-280С 3Г-126С<)

A = -^- ( - 57-< + 8°С1Р + 315С3Г +

 

+ 448С37,+ 210С<)

А3=

(5Г< - 90С.Г3 - 378С,Г-’-

 

-560С 37--270С.)

 

ООП

А.= -у г (-5 Г < + 9 6 С ,Г +

+420С37’а+ 640С;,Г+315С<)

А ,=

(Г<- 20С,7^-

90С3Р -

 

-140С37'-70С

<) .

е3

- | 5= (25Гв-60С1Р -

210OC3r s- 1260С.Р+

+4800С|7'“ +

+11240С?Г‘ +

+179 2000,7'’ + + 44 100СЗ +

+39 800С,С37’5+

+53 760С1С37'4 +

+252С1С.7^ +

+235 200С3Са7'3 +

+113400С3С<7'3+ +176 400С3С ,Г): Г>

__ i.

_ j 4 e —sT^j

оо

сл

00

VIII .ГЛ[ »ПАМЯТЬЮ« КОНЕЧНОЙ С СИСТЕМ ОПТИМАЛЬНЫХ СИНТЕЗ

11]

ТАБЛИЦЫ И ПРИМЕРЫ

3 5 9

2)Вычислим второй интеграл

г

т

т

И, f

= A xt f e-« i °f rfG —

J 0g-a l»l d% =

0

 

 

t - T

=

e - a t _ M

e - a { T - t ) _ Д f

a

a

a

1J

t - T

t

 

 

%e - a O d Q _ A

1

f

 

J

0

Qg aO d Q =

о t - T

= ?44 _ 4

^

_ 4 * e_« (г-о

,

48*-°°

' _ a

f

£Z_a0 dQ

a

a

a

'

a

0

1,/

a

 

 

u

 

 

 

 

 

 

j4i'0e“° 0

 

 

‘~T

+

iV g -0* .

a

' ' a 2

Г «ad

Й0: 2,4, t

A,te -at— A L e-a{T -t)\

1

t- ’т

 

1

a

/1, 4 - 7 > ' - a ( T - t )

0

 

 

 

4 -

 

 

■+ ^ - e a0

 

t - T

2/M

4 *

 

. g - a ( T - t ) .

Ai t

- a t

•4 11

„ - a /

4

 

 

1 e~at -

 

 

 

 

+

^

e

— — 4 -

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

_)_ 4<

e~a (r-0

АлТ c~a(r-*) 4 - —

_

_4_ e-a (т-t)

-

 

'

a

 

a

'

a2

 

a?

 

 

 

 

 

 

= - 24

- ( - ¥ - +

4

)

е - “ <г- ', +

4

е- "

<8 -84)

3)

Для третьего

интеграла получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с[ ^ e~a^~^b{-z)dx =

c[e~at,

t >

0.

 

(8.85)

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

Четвертый интеграл

равен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D , f e~a U -T18 (т — T)dx =

Dxe~a (T~fK

 

(8.86)

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Складывая выражения (8.83), (8.84), (8.85) и (8.86) и приравни­ вая их правой части (8.82), найдем:

24(1

I

2 A j t _/ А0 .

А]Т

.

А х ___ ^

\ g _ a (г—i*) _i_

 

а

'

а

\ а '

а

'

а?

V

'

 

 

 

 

 

+

 

+

с 0 е

_ а / = ^

(8-87)

Так как равенство (8.87) должно удовлетворяться тождественно, то мы получим следующие два соотношения между неизвестными постоянными:

аА0-)- (аТ 4 - 1) А гаЮ1=

0,

(8.88)

W

14

360 СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ С КОНЕЧНОЙ «ПАМЯТЬЮ» [ГЛ. VIII

Остальные два уравнения для определения неизвестных в (8.82) най­ дем из соотношения (8.15):

гт

J k (х) dx = f [Ао + Ait + С\ 8 (т) + Di 8 (х — Т)] dx = 1.

оо

гт

f *k(x)dx = f т[Ло+ Ах —t—ci 8 (x) + Dj 8 (x — T)\ dx = 0

0

0

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

AQT + ^ f - + C[ +

D y = 1

H

=

(8.89)

Решая

совместно

систему

четырех уравнений

(8.88) и

(8.89).

определим:

4а(а»Г« + ЗаГ + 3)

— + 6аТ -}- 12) (аТ -J- 2) ’

л6а?

А' ~ а37'2_|_5д7'_|_ 12

 

 

 

 

2 (2д2П + 9 д Г + 12)

 

 

(8.90)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L l“

(а37'2

QaT +

12) (аТ -f- 2)

*

 

 

 

 

 

 

 

2аТ (аТ + 3)

 

 

 

 

 

 

(aajs _|_ QaT +

12) {аТ + 2)

 

 

Из (8.87) следует, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2А

 

 

 

(8.91)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ь

 

 

 

 

Согласно формулам (8.73) и (8.91)

 

 

 

 

"2

_

2

. _

2А,

8(а«7ч +

ЗаГ + 3)

* • * '

е — РоТо— а Ро^о—

а —

QaT+ щ (ат+ 2) *

Составляющая ошибки от функции времени

в этом примере

равна нулю.

 

функция

определяется формулой

 

 

Передаточная

 

 

г

 

 

 

т

 

 

 

 

 

Ф ( в )= f k{t)e~st dt —

f

[д , ~f- A-J. —(—Ci 8(t)

Dj. 8(t—Г)] e~st dt =

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

=-А (1 _в-*Г)Ц_А(1_ £lf--T e - A +

c \

--{D , e - sT.

(8.93)

s

a \ s

s

/

11]

 

 

 

ТАБЛИЦЫ И ПРИМЕРЫ

361

П р и м е р

2. Найти передаточную функцию по следующим данным:

1)

S (0 =

*о "Ь

причем

величины k0 и k t известны;

 

2) спектральная плотность помехи

 

 

 

с

, ч

 

2а (<оа—I- аа —{—to®)

 

 

 

n W ~

+ 2(аа— Шд) ша + (я2+ °>о)а

 

 

 

 

R n (т) =

e - a l * l cos ШоТ>

 

 

 

Н ( р ) =

1 , коэффициент ошибки CL.

 

В этом случае

импульсная

переходная функция к (t)

имеет вид

К (0 = А 4- A t + В ^ '‘ + BzeKt + с[ S (t) -\-D LZ(t — 7),

0 < t < 7 ,

 

 

 

 

 

 

(8.94)

где \

является корнями

характеристического уравнения

 

 

 

Др{— X )— 2а ( — X - |- а -(-шо) — 0,

 

\

= V а*

Подставляя (8.94) в (8.23), найдем:

 

т

 

 

 

J е" '“ !1 '11 [Ао + А х +

+

В . ^ +

С[ о (т) +

О

 

7)] cos о)0 (t — т) di — -f0 + f 4 • (8.95)

-)- D xS (т —

По-прежнему вычислим каждый интеграл в отдельности.

 

 

 

Т

 

 

 

t - T

1) А0 У e-°l* _xlcosu)0(£ — x)dx =

А0 J

e - a l0l cos шо0 db =

 

 

О

 

 

 

 

t

 

 

 

t

 

 

 

t

 

0

= Л0 J

e- ° l 9lcosu)o0dQ— A0J

e_a9cos co06d%-\-A0 J eabcos шо0d% ■

 

t - T

 

 

 

 

 

 

t - T

Айе~аЬ ,

_____ о

I

 

. оч \t

“a9

 

=

--- 5(— a cos шо0+ “о sin шо0) l0+

A —з ---- 2(fl cos (DO0+

e

+

“o

 

2у1

 

 

a +

Ш0

 

 

 

 

 

„ —at

 

+

Ш0Sin (DO0) |,_r =

2

n0 2 i

2(u)0sin ш0г — a cos ш0£) —

2 »

 

 

 

 

L “

 

ar” -1- -°o

 

• — г.-----3— [acosa>0(/; — 7) - f-ш0sin oj0(f — 7)]. (8.96) a + 4

3 6 2

 

СИНТЕЗ

ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ

С

КОНЕЧНОЙ «ПАМЯТЬЮ» [ГЛ. VIII

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

t

2) Л,

I T e - ° I'- Clcosu)0(z! — x)dx =

А х J* (t— S)e~a l0'cos u>o0dO

 

 

о

 

 

 

 

 

 

t-т

 

t

 

 

 

t

 

 

 

= .4]

j

te~a 191cos io00dO— Л,

j ' 0e-0 I91cos coo0d0=

 

t - T

 

 

 

t -т

 

 

 

Axte~at

 

 

 

----- — [a cos ш0(t T) -\-

lTe

- 0sin u>0t a cos co00

 

W

“o

 

 

 

a

+ “o

 

 

 

2Axat

 

 

 

[

“h шо s'n шо

 

j* 0e~aOcoscooOtfO

^)1 i 2 I

а

 

 

0

a +

“o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A.

/*

 

О

Л

л /

 

il

— 0,t

 

/ 0ea9coscoo0 rf0 =

а

1

2+

 

^

— j (<o0sin co</ — a cos u>0f) ■

 

 

(-jT

 

«

+

“о

 

fl

+ “0

----- а— [a cos ш0(t T) -|- co0sin co0(t — T)\

/ 0p_a(j

 

 

 

j.

 

 

— А 1 “3----- 3(“o sin (oo0 — ° cos шо0) lo ~

 

 

| a

+ “o

 

 

 

 

 

— >

[(°3— шо) cos coo02аш0sin coo0] |0+

(« +

“o)

 

 

 

 

 

 

0ea9

(a cos шо 9 +

шо sin “о 0)

 

 

e

— l(a2 — шо) cos o>00—j—

-2----- f

 

 

 

 

 

t -т

( e 2 +

“ o)a

 

 

 

2a co0sin ш00]

0

l _

 

 

 

t-т i —

= I h E L _|_

Aie

- [(a3— to3) cos шQt 2aco0sin co0*]

а- + “о

(а + шо)

 

 

 

 

АхТе~а{г~1)

 

 

 

 

 

3

а

• [a cos i»0(t T)-\- co0sin co0(t — Г)] —

«3+ “о

 

 

 

 

 

A'e~a{T~ ^ r [(fl3-

“S) cos coQ{t -

T) +

2aco0sin ш0(f - T)]. (8.97)

(a3 +

“o)

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

3

e - ° l,-'tlcos co0 (t—") e6' d i— Bx J ’ e-« 1<>1еь(/-в) Cos соo0 d0 =

о

 

 

 

 

/-r

 

Г

 

 

 

 

 

*

 

= B X /* ewe-a| 01 e_6°cos coo0£?0 =

B1ew j

e - fll0'e-bOcoscoo0 d0 =

f- г

 

 

 

о

'" r

 

 

<

 

 

 

 

 

— Bxebt f

e-(a+b)OCos0

^ е(«-ь)9 cos coo0 dO =

t - T

11]

 

 

 

 

 

 

 

ТАБЛИЦЫ

И ПРИМЕРЫ

 

 

 

 

 

 

 

3 6 3

Ь(0 -(а+ Ь )О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вгеьсе

 

 

 

Oqsin (Uq0— (о —|—b') cos coq0J L —|—

 

 

 

 

 

 

(а -\- 6)2+ Шд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

M J a - b ) 0

 

sin “o9

(b

a) cos шо0] |°_

 

 

 

 

 

 

 

.

1 , . a

,

 

2H

 

 

=

 

 

 

 

 

(a by + “o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B^e~at

 

0sin со0г? — (a -)- b) cos co0<]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2b (b + a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B ^ bTe~a{T- ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.98)

----- 26(6 — a~

 

[U)° Sin “° V — T) — (P — a) :os “o V — Al-

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

B2 j “в-яК —'Icos u>0(( -z)di =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Boe-at

I co0sin co0!l— (a

 

 

Вое~ьте~а (т~^

X

 

 

 

 

 

— b) cos w0t ] ------

'

26 (a 4 6)

 

 

'2b(b — a )l

0~

°

4

 

 

01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

[u>0sinco0(6T) + (a-\-b)cosu>0(t — T)].

(8.99)

5)

J

C[e

 

° ^

 

T|cosu)0(^ — t) 8(z) dt — Cxe atcosu>0t.

 

( 8. 100)

6)

J

D1e~al(~z lcos co0(6t)3 (t T) dt Dxe - a (r ~Ocos a>0(6T).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 8 . 101)

Складывая выражения (8.96), (8.97), (8.98), (8.99), (8.100)

и (8.101)

и приравнивая

их

правой

части

интегрального

 

уравнения,

получим

первое

уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e~at cos wnt

 

 

 

 

,

А (Я3— Ид)

А

 

 

+

С1

 

 

 

 

 

 

 

 

b^

 

 

Ь*

 

2b ^

 

2b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А0а

 

1 ( 2

 

2\

 

й , Д?

I л '

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6а

1

Г \ а

 

“ о )

 

и

 

ьо “9 /Г Ч -

или

 

 

 

 

 

 

 

 

¥■

 

 

 

2Ь ~

 

2b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2аЬ*Л0— 2 (а3 — щ) At — Ъ3В, + b3B3+

2Ь*С[ =

0.

(8.102)

Второе

 

уравнение получим

из условия, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin со06|^-

 

 

А\2сш0

 

А “о

 

 

В3(Ло

 

 

 

(8.103)

 

 

62

 

64

 

 

 

 

 

^ - ] = 0

или

 

 

 

 

 

 

 

26(6 + а) ~

 

26(6 — а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2и>оЛ40— 4acoo<4i + b3 (Ь а) А 4

Ь3 (Ь+

а)В2 = 0.

(8.104)

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ