- •Национальный Технический Университет Украины «Киевский Политехнический Институт»
- •Линейная сау «разомкнутый принцип управления»
- •Структурная схема
- •1.Построить математическую модель сау.
- •2. Составить дифференциальное уравнение сау по задающему и возмущающему воздействиям.
- •3.Определить передаточные функции сау по входному сигналу g(t) и возмущению Мн(t).
- •3.1.Определить передаточную функцию по входу от задающего воздействия при равенстве нулю возмущающего воздействия при нулевых начальных условиях.
- •3.2.Определить передаточную функцию по входу от возмущающего воздействия при равном нулю задающего воздействия при нулевых начальных условиях.
- •3.3. Определить передаточную функцию по входу от возмущающего воздействия при неравенстве 0 g(t) и при нулевых начальных условиях, когда канал компенсации замкнут.
- •4.Определить временные характеристики.
- •4.2.Рассчитать и построить переходную функцию.
- •4.3. Рассчитать функцию веса.
- •5.Частотные характеристики (рассчитать и построить).
- •5.2.Амплитудно-частотную характеристику
- •5.3.Фазочастотную характеристику
- •5.4.Логорифмитическая амплитудно-частотная характеристика
4.2.Рассчитать и построить переходную функцию.
Исходя из условия п.п. 4.1. МН(t)=0 и g(t)=1(t) , и нулевые начальные условия, то рассмотрим дифференциальное ур-е САУ по задающему воздействию:
0,09*y``(t) + y`(t) + y(t) = 2,33*g(t)
Учитывая, что S = , а y(t) Y(s) , g(t) G(s) , то
0,09*Y(s)*s2 + Y(s)*s + Y(s) = 2,33*G(s) , т.к. g(t)=1(t), а изображение 1(t) и учитывая, что при этом на Y(s) накладывается обязательство быть изображением переходной функции, запишем:
0,09*H(s)*s2 + H(s)*s + H(s) = 2,33* => H(s) =
Для того, чтоб узнать переходную функцию, воспользуемся формулой разложения Карсона – Хевисайда:
h(t) = ,
где
С(s) = 2,33
D`(s) = ()` = 0,27*s2 + 2*s + 1
Найдем корни хар-ого уравнения:
= 0
s1=0 ,
= 0
s2= = ; s3 = -1.11
тогда за формулою разложения Хевисайда:
h(t) = =
h(t) =
t |
h(t) |
0 |
0 |
1 |
1.467 |
2 |
2.046 |
3 |
2.236 |
6 |
2.327 |
10 |
2.33 |
График переходной функции
4.3. Рассчитать функцию веса.
Функция веса равна первой производной от переходной функции:
w(t) = h`(t)
тогда,
h`(t) =
следовательно
w(t) =
5.Частотные характеристики (рассчитать и построить).
5.1.Амплитудно-фазочастотная характеристика (АФЧК), когда МН(t)=0.
По условию МН(t)=0, тогда рассматриваем передаточную функцию по задающему воздействию:
WЗ(s) =
Положим s = j*ω ,
W(j*ω) = =
== = =
=
АФЧХ системы:
W(j*ω) =
Откуда,
U(ω) = ReW(j*ω) = - действительная частотная характеристика
V(ω) = ImW(j*ω) = – мнимая частотная характеристика
ω |
U(ω) |
V(ω) |
0 |
2,33 |
0 |
1 |
1,16 |
-1,27 |
5 |
-0,11 |
-0,44 |
10 |
-0,114 |
-0,14 |
50 |
-0,009 |
-0,002 |
∞ |
→ 0 |
→ 0 |
График АФЧХ
5.2.Амплитудно-частотную характеристику
АЧХ системы определяется за формулой:
А(ω) =
A(ω) = =
A(ω) =
ω |
A(ω) |
0 |
2,33 |
1 |
1,72 |
2 |
1,11 |
5 |
0,45 |
10 |
0,18 |
∞ |
→ 0 |
График АЧХ
5.3.Фазочастотную характеристику
ФЧХ системы определяется за формулой:
φ(ω) = arctg ()
φ(ω) =
ω |
φ(ω) |
0 |
0 |
1 |
-0,83 |
4 |
-1,68 |
5 |
-1,81 |
30 |
-2, 78 |
∞ |
→ -3,1 |
График ФЧХ