- •Курс лекций по предмету
- •История развития тау как науки.
- •Классификация сау. Автоматические системы
- •Пример системы стабилизации на примере стабилизатора напряжения
- •4. Структурная схема сау.
- •5. Принципы управления.
- •Глава 1. Составление и линеаризация дифференциальных уравнений систем автоматизированного управления. Прохождение регулярных сигналов через линейные звенья.
- •1.1 Составление и линеаризация дифференциальных уравнений сау.
- •Глава 2. Основные характеристики линейных сау и их звеньев.
- •2.1 Некоторые сведения о прямом и обратном преобразовании Лапласа.
- •Обратное преобразование Лапласа
- •2.2 Передаточная функция и переходная характеристика звена (системы).
- •1.2. Общая характеристика регулярных сигналов.
- •2.3 Комплексный коэффициент усиления.
- •2.4 Типовые звенья сау.
- •5. Дифференцирующие звенья.
- •6. Упругое (интегро-дифференцирующее) звено.
- •Общие свойства минимально-фазовых звеньев и систем.
- •Виды соединения звеньев в сау.
- •Структурные преобразования схем.
- •Построение асимптотических характеристик линейных непрерывных сау.
- •Порядок построения асимптотических лачх по передаточной функции.
- •Составление дифференциальных уравнений и передаточной функции сау по структурной схеме.
- •Глава 3. Устойчивость линейных непрерывных сау.
- •3.1.Суждение об устойчивости нелинейной системы по её линейному приближению.
- •3.2.Суждения об устойчивости линейной сау.
- •3.3.Критерии устойчивости.
- •Cпособы построения годографа Михайлова
- •Структурно-неустойчивые сау.
- •Глава 4. Стабилизация сау.
- •Определение предельного коэффициента усиления.
- •4.2 Методы стабилизации.
- •Сравнение методов стабилизации.
- •Глава 5. Анализ качества процесса управления.
- •5.1.Приближённые оценки качества переходного процесса.
- •3. Косвенные показатели качества сау.
- •5.2.Точные оценки качества переходного процесса.
- •5.3. Качественные показатели в установившемся режиме.
- •Глава 6. Элементы синтеза сау.
- •6.1 Введение, или общая постановка задач.
- •6.2. Частная постановка задач.
- •Синтез последовательного корректирующего устройства.
- •Синтез последовательного корректирующего устройства в цепи с ос.
Сравнение методов стабилизации.
Последовательная стабилизация:
+ Стабилизация производится за счёт включения пассивных 4-х-полюсников (просто и дешево).
– Коэффициент усиления обычно уменьшается, увеличиваются ошибки; стабилизирующий эффект может быть нарушен из-за нестабильных параметров элементов R, L, C; к ним более жёсткие требования; интегрирующие контура требуют достаточно больших емкостей.
ОС:
+ Вытекает из определения ОС


не зависит от
передаточной функции исходной системы;
требование к элементам значительно
снижается.
– Сигнал на выходе нужно прив. ко входу.
Глава 5. Анализ качества процесса управления.
Переходной процесс при единичном возмущении.

1.
.
– Характеризует установившийся процесс
(режим).
2.

. – Характеризует установившийся
процесс.
-заданная точность
системы.
3. При
:
.
– Характеризует переходной процесс
системы.
4.
- время первого
согласования. Переходной процесс первый
раз пересекает установившееся значение.
– Характеризует переходной процесс.
5. Максимальное перерегулирование:
.
– Характеризует переходной процесс.
6. Относительное перерегулирование:

7.
- время, за которое кривая переходного
процесса достигаетmax.
8. Число
перерегулирований N
за время
тоже характеризует
переходной процесс.
Если система удовлетворяет показателям качества, то преходной процесс должен лежать внутри:
5.1.Приближённые оценки качества переходного процесса.
А) Оценка качества по расположению нулей и полюсов замкнутой системы.
Б) Интегральные оценки качества.
В) Частотные оценки качества.

- корни
характеристического уравнения.
Частные методы определения корней.
а)

б)

Находим корни разными известными путями =)
в)

Представим в виде 2-х квадратных уравнений:

Задавая значение
из 3-х уравнений
вычисляем
,
и
.
Общий способ выделения корней.

Метод последовательных приближений:
а) n
– чётное: пробный множитель =

Делим на него.
б) n
– нечётное:

3. Косвенные показатели качества сау.
а) Степень
устойчивости
.
-вещественная
часть к ближайшей мнимой оси корня.

б) Колебательная система (корень с наибольшей мнимой частью).

Б) Интегральные оценки качества.
(В основе – стремление получить переходную характеристику с наименьшим временем регулирования).

Вычисляем площадь
… Хотим её
.

Для 1й кривой хорошо, для 2й – не очень. Неприменимо для 2й, т.к. знак.
Консервативное звено
Для 2го:

Но сложно вычислить
по передаточной функции
используется квадратичная оценка:

В) Частотные оценки качества (см. Нетушило).
Показатели качества по ЛАЧХ и ФЧХ –смотри критерий … (занос по фазе, по модулю).
Для устойчивости занос по фазе >0.
Для качества

5.2.Точные оценки качества переходного процесса.
Построение переходного процесса по ВЧХ (вещественно-частотной характеристике) заданной системы.
-
частота пропускания
-
частота равномерного …


Подобие треугольников:


Приняв P(0)=1 и проинтегрировав:

Функция табулирована
в зависимости от
и
.
Порядок построения переходного процесса:
Строим исходную ВЧХ замкнутой системы:
а) по
;
б) по АФХ разомкнутой системы;
в) по ЛАЧХ и ФЧХ разомкнутой.
2. Характеристика
разбивается на … так, чтобы сумма
площадей, ограничиваемая трапецией,
равнялась площади, ограничиваемой
.
3. Для каждой
трапеции определяем
.
4. По таблице находим
.
5. Переходим к
размерному времени
.
6. Записываем
соответствие
.
7. Находим
.
8. Суммируем все



Строим таблицу и находим h(t).
0 1
2 3

t



Получим:
