- •1 Основные понятия и определения тау.
- •2 Краткая история
- •3 Классификация сау по непрерывным динамическим процессам:
- •По принципу линейности динамических процессов.
- •II. Классификация по характеристикам управления. По принципу управления:
- •По принципу управляющего сигнала:
- •По поведению в установившемся режиме:
- •Классификация сау по другим признакам.
- •4 Принцип управления по отклонению
- •5 Принцип управления по возмущению
- •6Виды обратных связей
- •7 Математическое описание элементов и систем управления
- •8 Статические характеристики
- •9.Прямое преобразование Лапласа
- •10. Передаточные ф-ии.
- •11. Структурные схемы. Преобразование структурных схем.
- •Некоторые правила структурных преобразований
- •12. Временные характеристики.
- •13.Частотные характеристики.
- •Передаточная функция звена (w(p)).
- •Афх. Если параметруp придать значение j, где и в передаточной функции заменить всеp , то получим:
- •14 Логарифмические частотные характеристики .
- •15. Инерционное звено 1-го порядка.
- •16. Безынерционное звено.
- •17. Инерционное звено 2-го порядка
- •18. Колебательное звено.
- •19 Консервативное звено
- •Геометрическая интерпретация устойчивости.
- •27Критерий Рауса.
- •28. Алгебраические критерии устойчивости. Критерий Гурвица. Автоматическая система, описываемая характеристическим уравнением
- •29 Принцип аргумента
- •30. Критерий Найквиста
- •Изменение аргумента от 0 до :
- •32 Аф критерий устойчивости применительно к астатическим сист.
- •Косвенные методы оценки качества
- •42 Корневые методы
- •43 Частотные методы
- •46 Интегральные оценки качества
- •Метод Кулебакина
- •50 Типы корректирующих устройств
7 Математическое описание элементов и систем управления
Для проведения теоретических исследований САР и её отдельных элементов необходимо иметь уравнения, описывающие их поведение при изменяющихся внешних воздействиях. Эти уравнения представляют собой выраженные в математической форме соотношения, связывающие входные и выходные сигналы и воздействия.
С целью упрощения получения математических соотношений обычно вводят следующие допущения:
- САР и ее элементы обладают свойством стационарности;
- элементы САР являются линейными;
протекающие процессы являются непрерывными функциями времени при выполнении нулевых начальных условий.
В обобщенном виде САР представлена на рис. 2.1.
В общем случае действие непрерывной линейной САР описывается неоднородным дифференциальным уравнением следующего вида:
(2.1)
где a, b, c - постоянные коэффициенты, зависящие от параметров системы.
Введем оператор дифференцирования. Тогда уравнение (2.1) может быть представлено в операторном виде:
(2.2)
В выражении (2.2) полином, стоящий при выходном параметре Y, называется собственным оператором и обозначается Q(p). Полиномы при воздействиях Х и Z называются соответственно оператором управляющего воздействия и оператором возмущающего воздействия. Оператор управляющего воздействия обозначим R1(p), а оператор возмущающего воздействия обозначим R2(p). С учётом введенных обозначений уравнение (2.2) примет вид:
(2.3)
Если рассматривается только установившейся режим, то уравнение (2.2) примет вид:
(2.4)
Таким образом, уравнение (2.2) описывает как динамику, так и статику САР, а уравнение (2.4) описывает только статику.
В тех случаях, когда система или её составной элемент описывается дифференциальным уравнением не выше 2-го порядка, применяется стандартная форма записи уравнения.
Например, имеем САР, содержащую один вход X и один выход Y, которая описывается уравнением:
(2.5)
Левую и правую часть уравнения (2.5) разделим на коэффициентa2:
(2.6)
Введем обозначения
Тогда уравнение (2.6) примет вид:
(2.7)
В уравнении (2.7) параметр Т1 имеет размерность сек-2, параметр Т2 –сек-1, а параметр К является безразмерным. Выражение (2.7) представляет собой уравнение в стандартной форме, которая является наиболее удобной при дальнейшем анализе динамических процессов. В этом случае собственный оператор Q(p) принимает вид алгебраического уравнения:
8 Статические характеристики
9.Прямое преобразование Лапласа
Это отношение прямого преобразования Лапласа сигнала на выходе звена к прямому преобразованию Лапласа входного сигнала при нулевых начальных условиях.
Допустим динамика описывается дифференциальным управлением:
Применим к данному уравнению прямое преобразование Лапласа: