- •Определение параметров модели методом площадей
- •1. Введение
- •2 Преобразование кривой разгона к расчетной форме
- •2.1 Объект регулирования с самовыравниванием
- •2.2 Объект регулирования без самовыравнивания
- •Как следует из рисунка 4 кривая разгона является характеристикой интегрирующего типа и может быть описана моделью следующего вида
- •График приведен на рисунке 7
- •2. Определение параметров модели по площадям
- •3. Определение площадей по переходной кривой
- •4. Вычисление моментов численными методами
- •5. Определение порядка передаточной функции
- •6. Заключение
- •Литература
Как следует из рисунка 4 кривая разгона является характеристикой интегрирующего типа и может быть описана моделью следующего вида
Для предотвращения аварийных ситуаций при проведении эксперимента в случае объекта без самовыравнивания входное воздействие необходимо вернуть к первоначальному значению после того как выходной сигнал начнет изменяться с постоянной скоростью.
Как
и ранее переносим начало координат в
точкуt=t0+,y=yн,
исключаем запаздывание и получим кривую
разгона в отклонениях, рисунок 2.
Рисунок 5. Кривая разгона объекта без самовыравнивания в отклонениях.
Для определения параметров модели объекта без самовыравнивания методом площадей Симою М.П. необходимы некоторые преобразования. Модель объекта представляется как параллельное соединение идеального интегрирующего звена и некоторого пропорционального звена (звена с самовыравниванием). Коэффициент усиления интегратора, как будет показано ниже, определяется просто, а параметры пропорционального звена определяются методом Симою М.П. Для этой цели проделаем следующие преобразования, рисунок 6.
y1(t)
y(t)
y(t)
y(t)





y(t)


t
t
t
0
Рисунок 6 Преобразование кривой разгона объекта без самовыравнивания
Проведем из начала координат прямую y1(t) параллельную асимптоте кривой разгона. Уравнение этой прямой
y1(t)=A1t(7)
Коэффициент наклона прямой A1определяется согласно рисунку 6 по формуле
A1
(8)
Введем
в рассмотрение функцию
,
определяемую формулой
![]()
=
(9)
График приведен на рисунке 7

График функции
можно рассматривать как реакцию
некоторого вспомогательного (фиктивного)
объекта с самовыравниванием на
скачкообразное воздействие с амплитудой
.
Тогда передаточную функцию этого объекта
можно
записать следующим образом
, (10)
где
=
. (11)![]()
Параметры
передаточной функции
могут
быть найдены по основной схеме метода
площадей для объекта с самовыравниванием.
Запишем изображение
по Лапласу функции
![]()
=
=![]()
=
,
(12)
или
=
.
(13)
Рассмотрим теперь
график функции
.
Его можно рассматривать как реакцию
(кривую разгона) идеального интегрирующего
звена на тоже самое скачкообразное
воздействие с амплитудой
.
Определим изображение по Лапласу функции![]()
=
=
=
(14)
Преобразуем последнее выражение следующим образом
=![]()
=![]()
(15) Передаточная функция
соответствует идеальному интегрирующему
звену.
Из формул (14) и
(15) следует, что
,
отсюда определяем![]()
(16)
Передаточная
функция
соответствует идеальному интегрирующему
звену.
Преобразуем теперь по Лапласу уравнение (9), в результате получим
=
–
(17)
Подставляя в последнее уравнение
=![]()
(18)
и значения
и
из уравнений(15) и (13) получим
=![]()
=![]()
–
. (19)
Сократив на общий
множитель
получим формулу для передаточной
функции объекта с самовыравниванием
=
–
(20)
Учитывая запаздывание получим окончательно
=(
–
)
(21)
Выражение в скобках необходимо привести к общему знаменателю.
Передаточной функции (модели) (21) соответствует структурная схема, приведенная на рисунке 8.

![]()
Рисунок 8. Структурная схема модели объекта без самовыравнивания
Таким образом, определение модели объекта без самовыравнивания осуществляется в следующей последовательности:
Выделяется запаздывание и строится кривая разгона в отклонениях, рисунок 5;
Строится асимптота к кривой разгона, рисунок 6;
Определяется коэффициент наклона к асимптоте А1, формула (8)
A1
;
Определяется коэффициент усиления интегратора К1, формула (16)
;
Строится вспомогательная кривая разгона
,
рисунок 7,
![]()
=![]()
Определяется коэффициент усиления
вспомогательного объекта, формула (11)
=
;
Методом площадей Симою М.П. определяются параметры
передаточной
функции

Еще раз напомним, что метод площадей будет описан ниже.
По формуле (21) определятся передаточная функция объекта без самовыравнивания
=
(
–
)
.
Выражение в скобках необходимо привести к общему знаменателю.
