6. Синтез линейных систем

6.1.Основные понятия

6.2.Постановка задачи синтеза одноканальных систем

6.3.Условия разрешимости задачи синтеза

6.3.1.Ресурсное ограничение

6.3.2.Устойчивость “обратного” объекта

6.3.3.Вырожденность передаточной функции

6.3.4. Управляемость

6.3.5. Наблюдаемость

6.4.Частотный метод синтеза

6.4.1.Постановка задачи

6.4.2.Влияние частотной характеристики разомкнутой системы на свойства замкнутой

6.4.3.Основные соотношения и методика расчета

6.4.4.Построение ЛАЧХ объекта

6.4.5.Построение желаемой ЛАЧХ

6.4.6.Расчет корректирующего звена

6.4.7.Влияние возмущения и помехи измерения на свойства замкнутой системы

6.5.Модальный метод синтеза

6.5.1.Основные понятия

6.5.2.Постановка задачи синтеза для одноканального объекта

6.5.3.Обеспечение заданной статики

6.5.4.Расчет корректора динамики

6.5.5.Схема реализации регулятора

6.1. Основные понятия

Под синтезом будем понимать проектирование регулятора для системы автоматического управления по заданным требованиям к динамическим и статическим свойствам.

Метод синтеза зависит от конкретной технической ситуации, поэтому целесообразно классифицировать режимы работы системы, модель которой имеет вид:

(6.1)

Процессы в ней описываются соотношением

(6.2)

Их вызывают различные факторы, и обычно в системе протекают смешанные процессы, однако для расчета регулятора следует их различать.

 1. Режимом отработки начальных условий будем называть процесс перехода из произвольных начальных состояний x(0) в равновесные при v =const. Первую составляющую (6.2), которая определяет этот режим работы, часто называют свободной составляющей. < td>	Риc.6.1. Иллюстрация режима отработки начальных условий
 2. Режимом отработки входа будем называть процесс отработки системой скачкообразного изменения входного воздействия v(t) при нулевых начальных условиях, причем на участке переходного процесса v=const. Такому режиму работы соответствует вторая составляющая выражения (6.2).	Риc.6.2. Иллюстрация режима отработки входа

• 3. Режимом слежения за входом будем называть процесс при v=var. Данному процессу также будет соответствовать вторая составляющая (6.2).

• 4. Режимом отработки возмущений будем называть процессы, вызванные в системе возмущением M( t) при фиксированных начальных условиях и v=const. Третья составляющая (6.2) отражает процесс отработки возмущения.

Каждый режим работы системы определяет выбор конкретного метода синтеза, причем требования к качеству процессов задаются в определенной форме на основе стандартных оценок: быстродействия, перерегулирования и статической ошибки.

Так при отработке входа для описания процессов используются следующие динамические характеристики: h(t), g(t), W(p), W( ). С их помощью можно получить соответствующие методы синтеза. К настоящему времени наиболее полно разработан частотный метод, основанный на логарифмических частотных характеристиках . Логарифмическими называются характеристики , построенные в логарифмическом масштабе.

Если же рассматривается режим отработки начальных условий, то в соответствии с (6.2), можно применять только модальный метод.