
- •Общая характеристика автоматического управления. §1. Основные понятия.
- •Вариант практической цели управления.
- •§2 Статические свойства сау. (Проблема точности). Основные принципы ау. Общая структура сау.
- •Общая структура сау.
- •§3. Классификация сау.
- •§4. Дифференциальные уравнения и передаточные функции линейных систем.
- •Дифференциальное уравнение линейной непрерывной системы n-го порядка.
- •§5. Связь между входом и выходом системы во временной области.
- •§6. Передаточные функции типовых соединений звеньев.
- •§7. Частотные характеристики (чх) динамической системы.
- •Математические модели входа и выхода.
- •Физический смысл чпф.
- •§8. Частотные и временные характеристики типовых звеньев сау.
- •§9. Нетиповые и специальные звенья.
- •Неминимально-фазовые звенья
- •§10. Лах последовательно соединенных звеньев.
- •§11. Определение фазы по лах минимально-фазовой системы.
- •§12. Детализированные структурные схемы и сигнальные графы.
- •§13. Эквивалентные преобразования структурных схем линейной системы.
- •§14. Теорема Мейсена.
- •§15. Приближенное построение лчх параллельных соединений звеньев.
- •§16. Математические модели динамических систем в форме переменных состояния.
- •Запись уравнений переменных состояния по дсс.
- •§17. Линеаризация уравнений динамических систем.
- •Практические способы линеаризации.
- •§18. Передаточная матрица динамической системы.
- •§19. Управляемая каноническая форма.
- •§20. Устойчивость линейных систем.
- •Теоремы первого метода Ляпунова.
- •§21. Суждение об устойчивости линейной системы по коэффициентам характеристического полинома.
- •Критерии устойчивости Гурвица.
- •§22. Частотный критерий устойчивости Найквиста.
- •Критерий Найквиста для афх.
- •Критерий Найквиста для лчх.
- •§23. Качество сау.
- •Показатели качества переходной характеристики.
- •Частотные оценки качества.
- •Запасы устойчивости.
- •Показатель колебательности.
- •Полоса пропускания
- •Корневые оценки качества.
- •Стандартные полиномы .
- •§24. Точность сау.
- •Передаточная функция для ошибки.
- •Коэффициент ошибок.
- •Способы нахождения коэффициентов ошибок.
- •Способы определения порядка астатизма.
- •Добротность.
- •§ 25. Синтез сау.
- •Классический алгоритм синтеза.
- •Методы последовательной коррекции. Типовые последовательные ку.
- •Параллельная коррекция.
- •§26. Системы подчиненного регулирования (спр).
- •Стандартная настройка на оптимум по модулю (ом).
- •Настройка на симметричный оптимум (см).
- •Достоинства спр (систем подчиненного регулирования).
- •§27. Модальное управление.
- •Методика синтеза модального регулятора.
Показатели качества переходной характеристики.
Время регулирования
для всех
, где
;
Время перерегулирования
;
Время нарастания
;
Частотные оценки качества.
Частота среза
(23.1)
Оценка вида (23.1) справедлива и для произвольной ЛАХ если:
Коэффициент наклона ЛАХ при
составляет
;
Протяженность этого участка не менее
;
Вообще
связано не только с
,
но и со степенью демпфирования системы
.
Запасы устойчивости.
По модулю
По фазе
Чем меньше
,
тем больше запас по модулю. Если бы
точка б совместилась с точкой
,
то система вышла бы на границу
устойчивости. Чем меньше запасы
устойчивости, тем более склона система
к колебаниям и тем больше перерегулирование.
Система |
|
|
Плохая |
|
|
Средняя |
|
|
Хорошая |
|
|
На значения запасов устойчивости наибольшее влияние оказывает коэффициент наклона ЛАХ в окрестности .
Для первой системы больше чем для второй.
Показатель колебательности.
Чем больше М, тем больше
.
Хорошая система имеет
;
Средняя система
;
Полоса пропускания
Является мерой быстродействия системы.
В целом для САУ
связано с
примерно, так же как и с
.
Корневые оценки качества.
Степень устойчивости
. Расстояние от мнимой оси до ближайшего к ней корня характеристического полинома замкнутой системы или пары сопряженных корней. Является мерой быстродействия системы, поскольку та составляющая свободного решения, которая определяется ближайшим к мнимой оси корнем (парой корней) затухает наиболее медленней и следовательно определяет время переходного процесса.
Рассмотрим систему третьего порядка:
Пусть
доминирует
доминирует
(23.2)
(23.3)
Колебательность
. Отношение модулей мнимой части и вещественной частей к мнимой оси пары комплексно сопряженных корней
. Практически требуют, чтобы все комплексные корни лежали в секторе с заданным углом
Диаграмма Вышнеградского. Для системы третьего порядка позволяет оценить качественную картину расположения корней характеристического полинома и значения и .
Пусть
,
делим все на
(23.4)
Вводим новую комплексную переменную
подставляем
в (23.4)
(23.5)
где
По критерию Гурвица асимптотическая
устойчивость эквивалентна
.
Уравнения границы устойчивости:
Точка