- •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:
0,06*y``(t) + 0,7*y`(t) + y(t) = 7,8*g(t)
Учитывая, что S = , а y(t) Y(s) , g(t) G(s) , то
0,06*Y(s)*s2 + 0,7*Y(s)*s + Y(s) = 7,8*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:
0,06*H(s)*s2 + 0,7*H(s)*s + H(s) = 7,8* => H(s) =
Для того, чтоб узнать переходную функцию, воспользуемся формулой разложения Карсона – Хевисайда:
h(t) = ,
где
С(s) = 7,8
D`(s) = ()` = 0,18*s2 + 1,4*s + 1
Найдем корни хар-ого уравнения:
= 0
s1=0 ,
= 0
s2= = ; s3 = = -10
тогда за формулою разложения Хевисайда:
h(t) = =
h(t) =
t |
h(t) |
0 |
-0,391 |
1 |
5,968 |
2 |
7,464 |
3 |
7,747 |
6 |
7,812 |
10 |
7,812 |
График переходной функции
4.3. Рассчитать функцию веса.
Функция веса равна первой производной от переходной функции:
w(t) = h`(t)
тогда,
h`(t) = 16,28 * - 15,63 *
следовательно
w(t) = 16,28 * - 15,63 *
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 |
7,8 |
0 |
1 |
5,338 |
-3,975 |
5 |
-0,312 |
-2,184 |
10 |
-0,527 |
-0,739 |
50 |
-0,05 |
-0,012 |
∞ |
→ 0 |
→ 0 |
5.2.Амплитудно-частотную характеристику
АЧХ системы определяется за формулой:
А(ω) =
A(ω) = =
A(ω) =
ω |
A(ω) |
0 |
7,8 |
1 |
6,655 |
2 |
4,896 |
5 |
2,206 |
10 |
0,907 |
∞ |
→ 0 |
График АЧХ
5.3.Фазочастотную характеристику
ФЧХ системы определяется за формулой:
φ(ω) = arctg ()
φ(ω) =
ω |
φ(ω) |
0 |
0 |
1 |
-0,641 |
4 |
-1,557 |
5 |
1,429 |
30 |
0,378 |
∞ |
→ 0,12 |
График ФЧХ