Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТАУ лекции 2.pdf
Скачиваний:
586
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
1.97 Mб
Скачать

Для

устойчивости

САУ

необходимо

и

достаточно, чтобы

при

0 £ w £

2p

(при T = 1, 0 £ w £ 2p ) суммарный поворот Djå

векторов (e jw - zi )

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при i =1, K, n был 2pn , (это

будет

выполняться,

когда корни лежат

внутри

круга

единичного

радиуса (рис. 3.7, а)). Корень, например

z1 , лежащий вне

круга,

дает Dj1 = 0

при повороте вектора (e jw - z1 )

на угол 2p (рис. 3.7, б), и

условие устойчивости не выполняется.

a

e jw - zi

 

б

 

e jw

 

e jw

 

 

 

 

 

0

1

0

1

 

zi

 

 

 

 

 

z1

e jw - z

 

 

 

1

Рис.3.6. Изменение угла поворота вектора e jw - z :

 

 

 

 

i

а − для корня внутри круга ( Dji

= 2p ), б – для корня вне круга ( Dj1 = 0 )

4. ТОЧНОСТЬ ДИСКРЕТНЫХ СИСТЕМ

Рассмотрим точность импульсной системы в установившемся режиме. При изучении непрерывных систем их точность в установившемся режиме исследовалась на основании свойства преобразования Лапласа о конечном значении непрерывной функции. Аналогичные результаты можно получить для импульсных систем на базе свойстваz-преобразования о конечном значении решетчатой функции:

lim x(kT ) = lim(z -1) X (z) ,

(4.1)

k ®¥

z®1

 

где X (z) – z-изображение ошибки системы x(kT ) в дискретные моменты времени (рис. 4.1).

V (s) +

 

å

X (s)

KЭНЧ (s)

Y (s)

 

 

T

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.1. Структура ИСАУ

z-изображение ошибки

X (z) =V (z) -Y (z) =V (z) -

K (z)

V (z) =

1

V (z).

 

1 + K (z)

1 + K (z)

 

47

Из выражения следует, что дискретная передаточная функция замкнутой системы по ошибке

 

 

 

 

 

 

 

Kx

(z) =

X (z)

=

 

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V (z)

1 + K (z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На основании свойства о конечном значении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xуст (kT ) = lim x(kT ) = lim (z -1)Kx (z)V (z) .

 

 

 

 

 

 

 

(4.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

k ®¥

 

 

 

 

 

 

z®1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим установившуюся

 

ошибку

 

 

при

ступенчатом

воздействии

V1(kT ) . В этом случае V (z) =V

 

 

z

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z -1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

(kT) =lim(z

-1)K

(z)V

 

z

=limK (z)Vz =V limK

(z) =

 

V

 

 

=

 

V

, (4.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уст

z®1

x

 

z -1

 

z®1

 

 

x

 

 

 

 

z®1

x

 

 

 

 

1+limK(z)

 

 

1+ K0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z®1

 

 

 

 

 

 

 

 

где K0

= lim K (z) называют коэффициентом ошибки по положению.

 

 

z®1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если K (z)

имеет полюс z =1, т.е. знаменатель

содержит

сомножитель

(z -1), то K0 = ¥ и ошибка по положению равна0,

 

что соответствует непре-

рывной системе с астатизмом первого порядка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь рассмотрим установившуюся ошибку при линейно нарастающем

воздействии V × kT . В этом случае V (z) =V

 

Tz

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(z -1)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

¢

(kT ) = lim(z -1)K

 

(z)V

 

 

Tz

 

= lim K

 

(z)V

 

Tz

=

 

 

 

 

 

 

 

уст

 

z®1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

(z -1)2

 

 

z®1

x

 

 

 

(z

-1)

 

 

 

 

 

(4.5)

 

 

 

 

VTz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VTz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VT

 

 

 

 

V

 

 

= lim

 

 

 

 

= lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

=

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ (z -1)K (z)

lim (z -1)K(z)

Kv

 

z®1 [1+ K (z)](z -1)

 

z®1 (z -1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z®1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Kv = lim 1 (z -1)K (z) называют коэффициентом ошибки по скорости.

z®1 T

Если K (z) имеет два полюса z1 = z2 =1, то Kv = ¥ и ошибка по скорости равна нулю, что соответствует непрерывной системе с астатизмом второго порядка.

Пример 4.1. Импульсная система имеет структуру, изображенную на рис. 4.2. Найти установившиеся ошибки по положению(как реакцию на еди-

ничный скачок) для двух случаев: K (s) =

K

,

K (s) =

K

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s +1

 

 

s

v(t) +

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

y(t)

 

 

Kфу (s)

 

 

K (s)

å

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.2. Структура ИСАУ

48