3 Исследование нелинейнОй непрерывнОйсау

Структура нелинейной САУ представлена на рис. 3.1, где НЭнелинейный элемент,передаточная функция непрерывной линейной части системы.

Рис.3.1

1. Передаточная функция берется из пункта 1, как передаточная функция скорректированной системы с соответствующими числовыми коэффициентами. Нелинейный элемент НЭ имеет нелинейную характеристику, которая для всех заданий является характеристикой идеального реле

где равна2.

Приближенная передаточная функция нелинейного элемента для случая идеальное реле имеет вид , гдеамплитуда искомого периодического режима,.

2. На комплексной плоскости строим характеристику []. Это прямая, совпадающая с отрицательным отрезком действительной оси, вдоль которой идет оцифровка по амплитуде. В том же масштабе на комплексной плоскости строится АФЧХ разомкнутой системыпри изменении частоты от 0 до.

Передаточная функция скорректированной системы

На рис.3.2 (выделен интересующий фрагмент) пунктиром отмечена АФЧХ .

Рис. 3.2

Точка пересечения кривых (-0.0593, 0j).

В точке пересечения АФЧХ и прямой [] по графику находятся частота искомого периодического (гармонического) режима, а на прямой [] в точке пересечения его амплитуда. Тогда в системе существуют периодические колебания.

Приравнивая находимw^*=4.2786. При найденном значении частоты получимRe(W₀(jw))= -0.0593. Из условиянаходим,а^*=0.1510.

Для определения устойчивости периодического режима можно воспользоваться следующим правилом: если при увеличении амплитуды вдоль кривой [] пересечение АФЧХпроисходит изнутри вовне, то такой периодический режим будет устойчивым, т.е. в системе существуют автоколебания с частотойи амплитудой.

Таким образом, периодический режим будет устойчивым.

Литература

1. Теория автоматического управления. Конспект лекций: В 2ч. Ч.1: Линейные непрерывные системы: учеб.-метод. пособие / В.П. Кузнецов, С.В Лукьянец, М.А. Крупская. − Мн.: БГУИР, 2007. − 132 с.

2. Кузнецов, В.П. Линейные непрерывные системы: Тексты лекций по курсу: Теория автоматического управления.− Мн.: БГУИР, 1995.-180 с.

3. Электронный учебно-методический комплекс: Теория автоматического управления. Ч.1: Линейные непрерывные системы./ В.П. Кузнецов, С.В. Лукьянец, М.А. Крупская − Мн.: БГУИР, 2006.

4. Электронный учебно-методический комплекс: Теория автоматического управления Ч.2.: Дискретные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы /С. В. Лукьянец, А. Т. Доманов, В.П. Кузнецов, М. А. Крупская/ − Мн.: БГУИР, 2007.

5. Кузнецов, В.П. Линейные импульсные системы: Математическое описание: Тексты лекций по курсу „Теория автоматического управления”. − Мн.: БГУИР, 1996. − 70 с.

6. Бесекерский, В.А. Теория автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. − СПб: Профессия, 2004.

6а. Кузин Л.Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления. – М.: ГНТИ Машиностроительной литературы. 1969.

7. Теория автоматического управления. Ч.1./ под ред. А.А. Воронова. − М.: Высш. шк., 1986.

8. Теория автоматического управления. Ч.2. / Под ред. А.А. Воронова. − М.: Высш. шк., 1986.

9. Теория автоматического управления: учеб. Пособие для вузов / А.С. Востриков, Г.А. Французова. − М.: Высш. шк., 2004.

10. Иванов, В.А., Ющенко, А.С. Теория дискретных систем автоматического управления. − М.: Физматгиз, 1983.

11. Медведев, В. C., Потемкин, В. Г. Control System Toolbox. Matlab 5 для студентов.-М.: Диалог-МИФИ, 1999.

12. Автоматизированный расчёт систем управления. Методическое пособие к лабораторным работам для студентов специальностей 53 01 03 «Автоматическое управление в технических системах» и 53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» всех форм обучения/М.А.Антипова, М.К.Хаджинов. – Мн.: БГУИР, 2003.-38с

13. Лазарев Ю. Ф., Matlab 5.X . -Киев.: Ирина, BHV, 2000. – 382c.

14. Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Избранные главы теории автоматического управления с примерами в системе MatLab. – СПб.: Наука, 2000. – 475c.

15. Материалы сайта www.exponenta.ru