- •1. Завдання на курсову роботу
- •2. Зміст курсової роботи
- •3. Вимоги до оформлення курсової роботи
- •2. Завдання на курсову роботу.
- •4. Приклад виконання курсової роботи
- •4.2.2. Оцінювання стійкості за критерієм Михайлова
- •4.3. Визначення часових та частотних характеристик
- •4.3.2. Визначення частотних характеристик
- •Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Теорія автоматичного керування інструментальними системами» для студентів, що навчаються за напрямом підготовки «Машинобудування»
- •Список використаних джерел
4.2.2. Оцінювання стійкості за критерієм Михайлова
Критерій
Михайлова належить до частотних критеріїв
стійкості. Для визначення стійкості
необхідно побудувати годограф вектора
Михайлова, котрий є характеристичним
поліном системи при заміні оператора
р
на
.
Система стійка, якщо годограф Михайлова
при зміні кругової частоти
починається на речовій осі та проходить
послідовно крізь n
квадрантів (n
- порядок характеристичного полінома)
в позитивному напрямку(проти часової
стрілки).
Характеристичне рівняння для заданої САК
Після
підстановки
Виділяємо речову та уявну складові
Знаходимо точки перетинання годографа с речовою осью
Вирішив рівняння, отримаємо наступні корені:
Так
як годограф будується в діапазоні
,
то негативні корені відкидаємо.
Розрахуємо координати точки перетинання з дійсною осью.
Знаходимо точки перетинання годографа с уявною осью:
Вирішив рівняння, отримаємо наступні корені:
Використовуючи тільки позитивні значення частоти , знайдемо координату точки перетинання з уявною осью
Нанесемо точки перетинання на комплексну площину (см. рис. 4.7) та з'єднав їх плавною кривою в порядку зростання кругової частоти . Так як годограф проходить послідовно крізь три квадранта і порядок характеристичного рівняння також дорівнює n=3, то задана система стійка.
Годограф Михайлова, що представлено на рис. 4.7, отриман в середовище пакета програм Mathcad 14.
Рис. 4.7 Годограф Михайлова
4.3. Визначення часових та частотних характеристик
4.3.1. Визначення часових характеристик
Якщо передавальна функція САК
,
то
за умови
(порядок
полінома чисельника не більше порядку
полінома знаменника) та відсутності
нульових коренів в характеристичному
рівнянні
перехідна функція може бути знайдена
по формулі
де
корені
характеристичного рівняння;
а поліном в знаменнику
.
Передавальна функція розглядаємої САК
.
Знайдемо корені характеристичного рівняння
в пакеті програм MATLAB за допомогою команди
roots([0.3 1.6 1.2 1]) .
Маємо
Знайдемо похідну характеристичного поліному
Визначимо
Обчислимо
для
кожного із трьох коренів.
Для
першого кореня
Для
другого кореня
Так
як корені
и
є сполученими, то й вираження, що
обчисленні для них також є сполученням
комплексних величин.
Тому
Перейдемо до експоненційної форми запису комплексного числа згідно відношенню
,
де
величина
повинна бути обчислена в радіанах.
Маємо
Підставивши знайдені величини в вираження для перехідної функції, отримуємо
Застосовуя формулу Ейлера
,
Отримуємо перехідну функциію
Перехідна характеристика показана на рис. 4.8 (графік отриман в середовищі пакета прикладних програм MATLAB).
h(t)
t
t
Рис. 4.8. Перехідна характеристика
Вагова функція є похідною від перехідної функції
.
Маємо
Вагова характеристика приведена на рис. 4.9 (графік отриман в середовище пакета прикладних програм MATLAB).
ω(t)
t
t
Рис. 4.9. Вагова характеристика
