Teoriya avtomatichnogo keruvannya
.pdfГ л а в а 5 |
я к і с т ь ЛІНІЙНИХ НЕПЕРЕРВНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ |
|
І МЕТОДИ їх ОЦІНКИ |
де |
(/;) — передаточна функція об'єкта за збуренням; IV (р) — пере- |
даточна функція розімкнутої системи. |
|
Після підстановки р- усо у вираз IVі (р) дістанемо амплітудно- |
фазову частотну характеристику замкнутої системи за збуренням: Ж/ Ош) = уГ/ (со)+і// (со),
де К^со), 1/г(со)— відповідно уявна і дійсна частотні характеристики замкнутої системи за збуренням. Останню з них і використовують у формулі (5.13).
Практично розгляд характеристики Цг/(со) обмежується зоною
суттєвих частот сос.
Під зоною суттєвих частот розуміють зону зміни частоти со від 0 до сос, в якій виконується умова
/7(0) > 10 */(<ос)
(при со> сос ця умова не порушується).
В зоні суттєвих частот виконується апроксимація характеристики 6г/(со), яку замінюють рівнозначними фігурами Я(со) — трапеціями і трикутниками.
При заміні І}1 (со) в зоні суттєвих частот мають виконуватись такі правила.
1. Прямолінійні частини фігур Н(ш) мають за можливості точно збігатися з кривою £/у(а)).
2.Всі п фігур (трапеції і трикутники) повинні мати однією зі своїх сторін вертикальну вісь.
3.Алгебрична сума площ усіх п фігур, якими замінюють характе-
ристику I I І ( С О ) , має дорівнювати площі, обмеженій характеристикою і/7(со).
4.Кількість фігур п має бути за можливості меншою.
Після заміни і/ 7 (со) рівнозначними фігурами
і = 1
обмежуючись розглядом інтеграла в зоні суттєвих частот, записуємо
х(ґ) = - У |
да^зіп |
ш/Жо. |
(5.14) |
71 і = , |
* СО |
|
|
ТГ . . |
ґії |
|
|
|
2 7 0 |
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
//-функції для |
трапеції |
||
|
0,05 |
0,01 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
|
0,40 |
|
0,45 |
|
|
|
|
|
|||||||||
0,0 |
|
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
|
0,000 |
|
0,000 |
0,5 |
|
0,165 |
0,176 |
0,184 |
0,192 |
0,199 |
0,207 |
0,215 |
|
0,223 |
|
0,231 |
1,0 |
|
0,325 |
0,340 |
0,3Л 6 |
0,371 |
0,356 |
0,402 |
0,417 |
|
0,432 |
|
0,447 |
1,5 |
|
0,469 |
0,494 |
0,516 |
0,538 |
0,560 |
0,594 |
0,603 |
|
0,617 |
|
0,646 |
2,0 |
|
0,560 |
0,628 |
0,655 |
0,682 |
0,709 |
0,732 |
0,761 |
|
0,785 |
|
0,810 |
2,5 |
|
0,707 |
0,739 |
0,771 |
0,802 |
0,833 |
0,862 |
0,891 |
|
0,917 |
|
0,943 |
3,0 |
|
0,792 |
0,828 |
0,863 |
0,895 |
0,928 |
0,958 |
0,986 |
|
1,013 |
|
1,038 |
3,5 |
|
0,853 |
0,892 |
0,928 |
0,963 |
0,994 |
1,024 |
0,050 |
|
1,074 |
|
1,095 |
4,0 |
|
0,898 |
0,937 |
0.974 |
1,008 |
1,039 |
1,06 |
1,090 |
|
1,110 |
|
1,127 |
4,5 |
|
0,923 |
0,960 |
0,998 |
1,029 |
1,057 |
1,084 |
1,104 |
|
1,120 |
|
1,129 |
5,0 |
|
0,939 |
0,977 |
1,012 |
1,042 |
1,067 |
1,087 |
1,102 |
|
1,112 |
|
1,117 |
5,5 |
|
0,940 |
0,986 |
1,015 |
1,042 |
1,063 |
1,079 |
1,088 |
|
1,092 |
, |
1,096 |
6,0 |
|
0,945 |
0,981 |
1,013 |
1,037 |
1,054 |
1,065 |
1,070 |
|
1,068 |
|
1,062 |
6,5 |
|
0,943 |
0,980 |
1,009 |
1,029 |
1,043 |
1,050 |
1,049 |
|
1,043 |
|
1,033 |
7,0 |
|
0,945 |
0,978 |
1,006 |
1,024 |
1,034 |
1,037 |
1,033 |
|
1,023 |
|
1,009 |
7,5 |
|
0,945 |
0,980 |
1,005 |
1,021 |
1,027 |
1,027 |
1,020 |
|
1.005 |
|
0,989 |
8,0 |
|
0,951 |
0,983 |
1,007 |
1,020 |
Ь024 |
1,021 |
1,011 |
|
0,998 |
|
0,982 |
8,5 |
|
0,956 |
0,989 |
1,010 |
1,021 |
1,024 |
1,018 |
1,007 |
|
0,993 |
|
0,978 |
9,0 |
|
0,966 |
0,996 |
1,016 |
1,025 |
1,025 |
1,017 |
1,006 |
|
0,992 |
|
0,978 |
9,5 |
|
0,972 |
1,004 |
1,020 |
1,028 |
1,026 |
1,018 |
1,006 |
|
0,993 |
|
0,982 |
10,0 |
|
0,980 |
1,009 |
1 ,(Ш |
1,030 |
1,027 |
1,018 |
1,005 |
|
0,994 |
|
0,985 |
10,5 |
|
0,985 |
1,013 |
1,028 |
1,031 |
1,026 |
1,016 |
1,004 |
|
0,994 |
|
0,989 |
11,0 |
|
0,988 |
1,015 |
1,028 |
1,030 |
1,024 |
1,013 |
1,002 |
|
0,993 |
|
0,990 |
11,5 |
|
0,988 |
1,016 |
1,027 |
1,028 |
1,021 |
1,010 |
0,998 |
|
0,991 |
|
0,991 |
12,0 |
|
0,990 |
1,015 |
1,025 |
1,024 |
1,015 |
1,004 |
0,994 |
|
0,998 |
|
0,990 |
12,5 |
|
0,989 |
1,013 |
1,022 |
1,019 |
1,010 |
0,998 |
0,990 |
|
0,986 |
|
0,989 |
13,0 |
|
0,980 |
1,012 |
1,019 |
1,015 |
1,004 |
0,993 |
0,986 |
|
0,984 |
|
0,989 |
13,5 |
|
0,990 |
1,0)1 |
1,016 |
1,011 |
1,000 |
0,990 |
0,983 |
|
0,984 |
|
0,989 |
14,0 |
|
0,990 |
1,010 |
1,015 |
1,008 |
0,997 |
0,987 |
0,983 |
|
0,985 |
|
0,991 |
14,5 |
|
0,990 |
1,011 |
1,014 |
і ,008 |
0,996 |
0,986 |
0,984 |
|
0,987 |
|
0,994 |
15,0 |
|
0,993 |
1,012 |
1,014 |
1,006 |
0,995 |
0,987 |
0,986 |
|
0,991 |
|
0,998 |
15,5 |
|
0,995 |
1,013 |
1,014 |
1,006 |
0,995 |
0,989 |
0,889 |
|
0,995 |
|
1,002 |
16,0 |
|
0,998 |
1,05 |
1,014 |
1,006 |
0,995 |
0,990 |
0,992 |
|
0,999 |
|
1,007 |
16,5 |
|
0,999 |
1,016 |
1,015 |
1,005 |
0,996 |
0,992 |
0,995 |
|
1,002 |
|
1,009 |
17,0 |
|
1,001 |
1,016 |
1,014 |
1,005 |
0,996 |
0,993 |
0,998 |
|
1,005 |
|
1.011 |
17,5 |
|
1,002 |
1,016 |
1,013 |
1,003 |
0,995 |
0,994 |
0,999 |
|
1,007 |
|
1,011 |
18,0 |
|
1,002 |
1,015 |
1,012 |
1,002 |
0,994 |
0,994 |
1,000 |
|
1,007 |
|
1,010 |
18,5 |
|
1,001 |
1,014 |
1,010 |
1,000 |
0,993 |
0,994 |
1,001 |
|
1,007 |
|
1,009 |
19,0 |
|
1,002 |
1,013 |
1,008 |
0,998 |
0,992 |
0,994 |
1,001 |
|
1,006 |
|
1,006 |
19,5 |
|
1,001 |
1,012 |
1,006 |
0,996 |
0,991 |
0,994 |
1,001 |
|
1,005 |
|
1,004 |
20,0 |
|
1,001 |
1,011 |
1,004 |
0,995 |
0,991 |
0,994 |
1,001 |
|
1,004 |
|
1,001 |
20,5 |
|
1,002 |
1.010 |
1,003 |
0,994 |
0,991 |
0,995 |
1,001 |
|
1,003 |
|
0,000 |
21,0 |
|
1,002 |
1,010 |
1,003 |
0,994 |
0,991 |
0,996 |
1,002 |
|
1,003 |
|
0,999 |
21,5 |
|
1,003 |
1,010 |
1,002 |
0,994 |
0,992 |
0,999 |
1,004 |
|
1,003 |
|
0,998 |
22,0 |
|
1,004 |
1,011 |
1,002 |
0,994 |
0,994 |
1,000 |
1,005 |
|
1,004 |
|
0,998 |
22,5 |
|
1,005 |
1,011 |
1,002 |
0,995 |
0,995 |
1,002 |
1,006 |
|
1,004 |
|
0,998 |
23,0 |
' |
1,006 |
1,011 |
1,002 |
0,995 |
0,997 |
1,003 |
1,006 |
|
1,004 |
|
0,998 |
23,5 |
|
1,006 |
1,011 |
1,002 |
0,995 |
0,998 |
1,004 |
1,006 |
|
1,003 |
|
0,998 |
24,0 |
|
1,006 |
1,010 |
1,001 |
0,995 |
0,998 |
1,005 |
1,006 |
|
1,002 |
|
0,998 |
24,5 |
|
1,006 |
1,009 |
1,00 |
0,995 |
0,999 |
1,005 |
1,005 |
|
1,000 |
|
0,997 |
25,00 |
|
1,006 |
1,008 |
0,999 |
0,995 |
0,999 |
1,004 |
1,004 |
|
0,999 |
|
0,996 |
25,5 |
|
1,006 |
1,007 |
0,998 |
0,994 |
0,999 |
1,004 |
1,002 |
|
0,997 |
|
0,996 |
26,0 |
|
1,006 |
1,006 |
0,997 |
0,994 |
0,999 |
1,003 |
1,001 |
|
0,996 |
|
0,996 |
Г л а в а 5 |
я к і с т ь ЛІНІЙНИХ НЕПЕРЕРВНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ |
ІМЕТОДИ їх ОЦІНКИ
адійсна частотна характеристика —
|
|
|
і7/(а)) = |
|
|
60 + со2 |
- со4 |
|
|
|
|
||
|
|
|
(20 - 4,5а)2)2 + (14,5со - со3)?' |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Знайдемо значення IIі(со) при зміні частоти со : |
|
|
||||||||||
ш |
0 |
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
7 |
9 |
1 |
0 |
|
{/'(со) |
0,15 |
0,14 |
|
0,11 |
|
-0,02 |
-0,07 |
-0,05 |
-0,03 |
-0,013 |
-0,01 |
||
|
За цими даними побудуємо характеристику |
со) (рис. 5.15, а). |
|||||||||||
Суттєвою частотою вважаємо сос = 9, для якої |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
[/'(0) |
|
= 0,15/0,013 - |
11,5 > 10. |
|
|
|
||||
|
|
|
£А'(сос) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Три |
еквівалентні фігури, |
якими |
апроксимується |
характеристика |
||||||||
ІІ/ (со), показано на рис. 5.15, б. Параметри фігур: |
|
|
|||||||||||
|
Л7 — трапеція |
О А СД |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Я, |
=0,11+ 0,07 = 0,18; |
со0 І =2,75; |
|
|
||||||
|
|
|
|
с о п = 3 , 2 ; |
у |
, = | ^ = |
0,85; |
|
|
|
|||
|
N2 — трапеція |
ОНЕР, |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Я2 = -0,07; |
со02 |
= 4,0; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
<% = 9; |
V = |
= |
|
|
|
|
|||
|
|
— трикутник |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Я з = 0,04; |
со13 = 2,75. |
|
|
|
Побудуємо ординату перехідного процесу для реального моменту часу і = 1 с. Знайдемо табличний час для відповідних фігур:
ід,, = со,,/ = 3,2 • 1 = 3,2;
т„2 = со,2/ = 9,0;
тю = со13/ =2,75.
За даними таблиць /^-функцій за відповідними значеннями V і т (для трапецій) і величині т (для трикутника) знайдемо значення /г-функцій для фігур N1, N2, N3:
И(()ю = 1,16; й(/)„2 = 0,99; /?(/)„, = 0,71.
2 7 8