Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Анализ динамики САР





9.3.3.1. Динамические характеристики САР. Динамической характерис­тикой САР является функциональная зависимость между переменными моде­ли. Последовательность получения характеристик на основе структурной схе­мы показана в параграфе 9.3.1.1. Здесь следует напомнить читателю, что струк­турные схемы дают только операторное выражение характеристик, а для полу­чения характеристик в реальных переменных потребуется выполнить обрат­ное преобразование Лапласа.

Динамика частоты вращения вала системы . В качестве не­зависимых переменных здесь выступают возмущающие воздействия: Ũ 3 - на­пряжение задания и - момент нагрузки на валу системы. Линейность моде­ли позволяет получить искомую характеристику как сумму характеристик от отдельных возмущений, т.е.

, (9.41)

где и - передаточные функции системы относительно точек , и , .

Относительно точек , структурная схема имеет один прямой путь WcWпрW1W2W3 и два контура с обратными отрицательными связями WcWпрWlW2W3Wтг и W1W2W3W4. Это позволяет записать передаточную функцию по правилу Мейсона следующим образом:

.

или после исключения по знаку *

.

Подставим в последнюю формулу значения передаточных функций по табл. 9.1 и после упрощений получим

. (9.42)

В записи этой формулы принято следующее: произведения одноименных ко­эффициентов сокращенно записываются так . После подстановки данных из табл. 9.1 получим

. (9.43)

Аналогичные преобразования структурной схемы относительно точек , дают

,

или

. (9.44)

 

Здесь принято: , .

Таким образом, операторное выражение механической характеристики си­стемы будет следующим:

. (9.45)

Для анализа динамических свойств системы необходимо получить само­стоятельно другие характеристики:

; .

9.3.3.2. Характеристическое уравнение САР. Читатель заметил, что в пере­даточных функциях и , которые участвуют в описании механи­ческой характеристики системы, одинаковый знаменатель. И это совпадение не случайное - из теории автоматического управления известно, что любая другая передаточная функция системы будет иметь такой же знаменатель. Выражение знаменателя называется характеристическим уравнением системы, и оно описывает свободное движение системы.

Характеристическим уравнением системы является полином второй сте­пени

 

; (9.46)

 

где ; ; .

9.3.3.3. Проверка системы на устойчивость. Характеристическое уравне­ние системы используется для проверки ее на устойчивость. Но поскольку
данная система имеет характеристическое уравнение второго порядка, то, по известным положениям теории устойчивости, для нее необходимым и дос­таточным условием устойчивости является положительность всех коэффици­ентов ее характеристического уравнения. По результатам расчета этих коэф­фициентов делаем вывод, что данная система устойчива.

Построение годографа Михайлова. Годограф Михайлова относится к од­ному из методов определения устойчивости системы, и его уравнение получа­ется из характеристического уравнения системы заменой оператора " " на " "

(9.47)

или

, .

Годограф строится на комплексной плоскости , при изменении . Годограф устойчивой системы должен охватывать начало коорди­нат и проходить против часовой стрелки столько квадрантов, каков порядок характеристического уравнения. Годограф системы начинается в первом квад­ранте и в четвертом уходит в бесконечность.

9.3.3.4. Построение переходных характеристик САР. Переходная харак­теристика определяет переходный процесс в автоматической системе, когда на нее действует ступенчатое возмущение. Для построения переходной харак­теристики надо от ее изображения перейти к оригиналу. Это делается с помо­щью обратного преобразования Лапласа.

В качестве примера проведем построение переходной характеристики

, которая определяет динамику изменения частоты враще­ния вала системы при действии на нее двух возмущений: напряжения зада­ния Uз(t) и момента сопротивления на валу M(t). Изображение этой характе­ристики дано в уравнении (9.45), но для использования этой формулы требуется задать законы изменения возмущений. Так как по условию построения пере­ходной характеристики эти возмущения должны иметь ступенчатую форму, то запишем

, , (9.48)

где Uз и М - значения реальных физических сигналов, действующих в авто­матической системе. Тогда окончательный вид изображения характеристики будет таким

(9.49)

 

Запишем эту формулу следующим образом:

, (9.50)

где - полином третьей степени, имеет три корня. Эти корни определяются из уравнения V(p) = 0 и имеют следующие значения:

(9.51)

где и - определяют соответственно затухание и частоту

свободных колебаний переходного процесса системы.

Так как V(p) = 0 не имеет кратных корней, то оригинал для (9.49) определя­ем по формуле разложения вида

, (9.52)

где V’(p) = 3a2p2+2a1p+a0 – производная от V(p).

По формуле разложения получим искомую переходную характеристику, кото­рую запишем в таком виде

Но поскольку корни р2, р3 комплексные, то и переходная характеристика будет записана в комплексной форме. Преобразование комплексной формы в веществен­ную покажем на примере первого слагаемого в формуле (9.53), которое имеет вид

.

Далее запишем и , где , , и по формуле Эйлера найдем

.

В результате комплексное выражение запишется в вещественной форме

. (9.53)

После проведения указанных преобразований переходная характеристика системы будет описываться следующим уравнением:

. (9.54)







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 713. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Принципы, критерии и методы оценки и аттестации персонала   Аттестация персонала является одной их важнейших функций управления персоналом...

Пункты решения командира взвода на организацию боя. уяснение полученной задачи; оценка обстановки; принятие решения; проведение рекогносцировки; отдача боевого приказа; организация взаимодействия...

Что такое пропорции? Это соотношение частей целого между собой. Что может являться частями в образе или в луке...

Концептуальные модели труда учителя В отечественной литературе существует несколько подходов к пониманию профессиональной деятельности учителя, которые, дополняя друг друга, расширяют психологическое представление об эффективности профессионального труда учителя...

Конституционно-правовые нормы, их особенности и виды Характеристика отрасли права немыслима без уяснения особенностей составляющих ее норм...

Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия