12. Динамические звенья.

САУ любой сложности может быть представлена из совокупности типовых динамических звеньев.

Различат несколько десятков типовых динамических звеньев, основные из них следующие :

1 Без инерционное (усилительное) звено

2 Идеальное интегрирующее звено

3 Идеальное дифференцирующее звено

4 Апериодическое 1-го и 2-го порядка звено

5 Колебательное звено

6 Реальное интегрирующее звено

Каждое типовое динамическое звено описывается своими собственными характеристикам:

1 Передаточная функция звена

Показывает отношение операторного изображения выходной величины к операторному изображению входной величины

2 Переходная характеристика y(t)-показывает качество переходного процесса

3 Весовая функция h(t)-показывает реакцию звена на единичное импульсное воздействие.

4 Амплитудно-частотная характеристик А(ω)- показывает зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного

5 Фазо-частотная характеристика φ(ω)- показывает зависимость фазы выходного сигнала от частоты входного.

6 Комплексная характеристика - показывает границы и запас устойчивости работы звена.

13 Существует несколько десятков типовых динамических звеньев. Рассмотрим характеристики типовых динамических звеньев:

I. Безинерционное (усилительное) звено

, где - коэффициент усиления

1. Передаточная функция звена

2. Переходная характеристика

Для исследования переходной характеристики используется ступенчатый сигнал.

Весовая характеристика

Весовая характеристика показывает отсутствие реакции на единичное импульсное воздействие (обладает нулевой инерционностью)

4. Амплитудно-частотная характеристика

Данное звено обладает нулевой инерционностью.

, где

- действительная часть

- мнимая часть характеристики

Амплитудно-частотная характеристика показывает, что амплитуда выходного сигнала постоянна для всего диапазона частот и определяется коэффициентом усиления. Данное звено не вносит никаких изменений в форму сигнала.

5. Фазо-частотная характеристика

Фазо-частотная характеристика показывает что для выходного сигнала отсутствует фазовый сдвиг для всего диапазона частот.

6. Комплексная характеристика

Данное звено обладает неограниченным запасом устойчивости по амплитуде входного сигнала. Примеры безинерционного усилительного звена: выключатель, реле, трансформатор.

14. Идеально интегрирующее звено

;

1. Передаточная функция звена

2. Переходная характеристика

арактеристика показывает, что на выходе звена идет накопление сигналов.

Весовая характеристика

Весовая характеристика показывает отсутствие реакции на единичное импульсное воздействие (обладает нулевой инерционностью)

4. Амплитудно-частотная характеристика

Амплитудно-частотная характеристика показывает, что чем меньше частота, тем больше всплеск амплитуды на выходе.

5. Фазо-частотная характеристика

Фазовый сдвиг постоянен для всего диапазона частот.

6. Комплексная характеристика

Согласно критериям Найквеста, данное звено обладает запасом устойчивости по фазе входного сигнала и запасом устойчивости по амплитуде h. Пример: курс судна на циркуляции, конденсатор и т.д.