20113

Качество переходных процессов. Частотные показатели качества САР

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

При этом используют АЧХ замкнутой системы Фjw АЧХ разомкнутой системы Wjw ВЧХвещественночастотная характеристика замкнутой системы Uw.22π Wm 2Использование ВЧХ замкнутой системы для оценки качества. Для устойчивых автоматических систем ВЧХ связана с переходной функцией ht следующей зависимостью: Используя это соотношение можно косвенно оценить границы переходного процесса по амплитуде и длительности. Для того чтобы косвенно судить о качестве рассмотрим свойства ВЧХ и свойства и свойства соответствующих им переходных...

Русский

2013-07-25

44 KB

20 чел.

Качество переходных процессов. Частотные показатели  качества САР.

Устойчивость САР является необходимым, но не достаточным условием для практического использования системы. Понятие устойчивости отражает лишь наличие затухания в системе, но характер затухания может быть самым различным. Кроме того, регулируемый параметр может иметь различные отклонения от заданного значения. Поэтому нужна оценка качества процесса регулирования. Это можно сделать по опытным или расчетным кривым переходного процесса или косвенно по каким-либо динамическим параметрам.

Частотные показатели качества относятся к косвенной оценке качества.  Частотные показатели качества позволяют судить о качестве переходных процессов в системе по частотным характеристикам разомкнутой и замкнутой системы. При этом используют АЧХ замкнутой системы Ф(jw), АЧХ разомкнутой системы W(jw), ВЧХ(вещественно-частотная характеристика) замкнутой системы U(w).

1)Частотная характеристика замкнутой системы определяется модулем и фазой:

Ф(jw)з(We(w)

Аз(W)-модуль частотной передаточной функции замкнутой системы.

Для большинства систем кривая частотной характеристики имеет резонансный вид.

Аmaх и ширина Wв полосы частот, пропускаемых системой являются основными косвенными показателями, по которым можно судить о поведении САР в переходном режиме.

Показатель колебательности САР описывается коэффициентом М:

M=Am/Aз(0)

Если М находится в пределах М=1,1..1,8, то перерегулирование σ=10..30% соответственно.

Деятельность переходного процесса определяется шириной Wв. Чем больше  Wв, тем меньше длительность tпп.

Т.к. на частотах > Wm наступает обычно резкий спад АЧХ, то в первом приближении время переходного процесса можно определить по резонансной частоте:

tп=(1..2)2π/ Wm

2)Использование ВЧХ замкнутой системы для оценки качества.

Для устойчивых автоматических систем ВЧХ связана с переходной функцией h(t) следующей зависимостью:

Используя это соотношение можно косвенно оценить границы переходного процесса по амплитуде и длительности. Можно оценить перерегулирование, указать начальные и конечные значения переходного процесса, а в некоторых случаях и установить характер переходного процесса.

Для того, чтобы косвенно судить о качестве рассмотрим свойства   ВЧХ и свойства и свойства соответствующих им переходных характеристик, установленных по приведенной зависимости.

Основные свойства:

  1.  Начальная ордината  ВЧХ равна установившемуся значению переходной функции.
  2.  Если в интервале частот 0≤WWс  ВЧХ является положительной невозрастающей функцией частоты, то  перерегулирование σ=≤18%, а время регулирования находится в пределах π/Wntп ≤ 4π/Wn.

 Кривая 2 : Частота  Wс ограничивает так называемый интервал существенных частот. При частотах, больших  Wс, ординаты настолько малы, что ими можно пренебречь. Частота Wn ограничивает интервал положительности ВЧХ.

Для характеристик 2 и 3 интервал существующих частот совпадает. Для  ВЧХ вида 2 переходный процесс соответствует процессу с одним перерегулированием.

  1.    Если в интервале существующих частот 0≤WWс  ВЧХ является положительной монотонно убывающей функцией частоты (кривая 3 ВЧХ), то  перерегулирование σ=0. Переходная функция при этом изменяется монотонно (кривая 3 на графике б).
  2.  Для характеристики ВЧХ общего вида (кривая 1) имеет место следующее приближенное соотношение:

                   σ=(1,18Umax-U(0))/ U(0)·100%

При этом время переходного процесса будет больше   π/Wn. Отсюда видно, что чем больше Umax, тем больше перерегулирование.

Время переходного процесса растет с уменьшением интервала положительности   Wn.

Если у  ВЧХ есть разрыв непрерывности, то переходный процесс в этой системе имеет незатухающие колебания.          


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42201. Вивчення будови, принципу дії та застосування електронного осцилографа для електричних вимірювань 461 KB
  Практичне виконання вимiрювань напруги струму часових iнтервалiв частоти кута зсуву фаз складової комплексного опору та iнших електричних величин з допомогою осцилографа. При пiдготовцi до роботи студенти повиннi самостiйно продумати i завчасно пiдготувати програму виконання роботи для заданого їм варiанта вибрати або скласти самостiйно необхiднi для цього схеми вимiрювань запропонувати свої рiшення в здiйсненнi вимiрювань дiючих значень синусоїдальних струмiв i напруг з допомогою осцилографа. Пропонується продумати методику...
42202. Вивчення методів та засобів вимірювання електричної ємності та індуктивності 245 KB
  Ознайомлення з різними методами вимірювання електричної ємності і індуктивності та приладами що використовуються для цього. Ознайомлення з будовою мостів змінного струму і універсальних мостів з будовою і застосуванням резонансних вимірювачів індуктивності L і ємності С. Отримання навичок практичного виконання вимірювань ємності і індуктивності.
42203. Електронні автоматичні мости і їх повірка 109 KB
  За результатами повірки зробити висновки про придатність до експлуатації автоматичного моста.3 Основні теоретичні відомості Електронні автоматичні мости Як правило термометри опору працюють в комплекті зі зрівноваженими електронними автоматичними мостами постійного або змінного струму або з логометрами. В автоматичних мостах використовується вимірювальна система чотириплечового моста з реохордом що забезпечує високу точність вимірювання. Термометр опору який є чутливим елементом моста включається в одне з його плечей.
42204. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 751 KB
  Ознакомление с пакетом прикладных программ SIMULINK и основными приемами моделирования линейных динамических систем. К занятию допускаются студенты составившие схемы моделирования заданных динамических систем см.1 могут быть составлены схемы моделирования уравнений 1. Для составления схемы моделирования дифференциальных уравнений 1.
42205. КАНОНИЧЕСКИЕ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 181.26 KB
  Математическая модель одной и той же линейной динамической системы может быть представлена в различных формах: в форме скалярного дифференциального уравнения -го порядка (модель вход-выход) или в форме системы из дифференциальных уравнений 1-го порядка (модель вход-состояние-выход). Следовательно, между различными формами представления математических моделей существует определенная взаимосвязь, т.е. модель вход-состояние-выход может быть преобразована к модели вход-выход и наоборот.
42206. ПОСТРОЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ 215.45 KB
  Теоретические сведения. В ряде задач анализа и синтеза систем управления требуется построить дифференциальное уравнение по известному частному решению, заданному в виде функции времени. Такая задача возникает, например, при построении динамических моделей внешних воздействий (так называемых, командных генераторов) — сигналов задания и возмущений. Особо отметим, что, в известном смысле, данная задача является обратной по отношению к задаче нахождения решения дифференциального уравнения (см. лабораторную работу № 1)
42207. ТИПОВЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ 512 KB
  Интегрирующее звено интегратор описывается дифференциальным уравнением: или где коэффициент усиления а его переходная функция . Интегрирующее звено с замедлением описывается дифференциальным уравнением: или где постоянная времени а его переходная функция . Изодромное звено описывается дифференциальным уравнением: или а его переходная функция . Реальное дифференцирующее звено описывается дифференциальным уравнением или а его переходная функция .
42208. СВОБОДНОЕ И ВЫНУЖДЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ 1.3 MB
  Свободная составляющая описывает движение системы при отсутствии воздействия на систему со стороны окружающей среды автономной системы и обусловлено ее состоянием в начальный момент времени. Вынужденная составляющая представляет собой реакцию системы на входное воздействие и не зависит от ее начального состояния.1 где входное воздействие выход системы параметры системы. Переменные состояния рассматриваемой системы могут быть определены как .
42209. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НУЛЕЙ И ПОЛЮСОВ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 1.64 MB
  Изучить связь характера переходной характеристики динамических свойств системы с размещением на комплексной плоскости нулей и полюсов. Корни характеристического полинома системы полюса системы 6.2 где комплексная переменная определяют характер переходной функции системы с установившимся значением а следовательно и такие динамические показатели как время переходного процесса и перерегулирование . Полиномы Баттерворта для различного порядка системы n полином Баттерворта 1 2 3 4 5 6 6.