69338

Статика і динаміка систем автоматичного керування

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Приклад складання диференційних рівнянь елементів автоматичної системи 1. Існує три форми запису рівнянь статики: в абсолютних величинах відхиленнях і відносних величинах. Запис рівнянь статики в абсолютних величинах .

Украинкский

2014-10-03

86.5 KB

6 чел.

Лекція 3. Статика і динаміка систем автоматичного керування

1. Статика систем автоматичного керування. Загальні статичні характеристики елементів

2. Динаміка САК. Лінеаризація нелінійних рівнянь

4. Приклад складання диференційних рівнянь елементів автоматичної системи

1. Статика – розділ ТАК, що вивчає САР у статичному стані, що виникає після закінчення перехідних процесів.

Основною характеристикою статики САР є регулювальна характеристика, яка показує залежність регульованої величини х від витрат робочого середовища Q:

,

а основною характеристикою статики окремої ланки є характеристика вхід-вихід:

.

Статичний коефіцієнт передачі (підсилення):

.

Коефіцієнт чутливості

Статична похибка – це відхилення регульованої величини від заданого значення після закінчення перехідного процесу.

Існує три форми запису рівнянь статики: в абсолютних величинах, відхиленнях і відносних величинах.

  1.  Запис рівнянь статики в абсолютних величинах

.     (1)

  1.  Запис рівнянь статики у відхиленнях

;

;

.

Виключивши рівняння початкової рівноваги (1), отримаємо

.    (2)

  1.  Форма запису рівнянь статики у відносних (безрозмірних) величинах

;   .

;  .

Підставивши в (2), дістанемо

,

.

2. Динаміка – розділ ТАК, що вивчає перехідні процеси в САК.

Динамічні властивості САР можуть бути детально вивчені на основі диференційних рівнянь.

Для спрощення рівнянь динаміки САР здійснюють лінеаризацію – заміну точних нелінійних залежностей наближеними лінійними. Існує два основних метоли лінеаризації – графоаналітичний (лінійно-кускова апроксимація) та аналітичний.

Лінійно-кускові методи лінеаризації базуються на заміні окремих криволінійних частин характеристик відрізками прямої і формування відповідних аналітичних залежностей.

Аналітичні методи лінеаризації. Найбільш поширеним є розклад нелінійної характеристики в ряд довкола деякої точки характеристики (ряди Фур’є, Паде).

Найчастіше використовують ряд Тейлора

Згідно з гіпотезою малих значень Вишнєградського, яка стверджує, що в процесі регулювання відхилення регульованої величини від її початкового значення незначне, відхиленням змінної (х–х0) в 2, 3 та вищих ступенях можна знехтувати

.

Лінеаризувати можна тільки функцію, яка має похідну в точці лінеаризації.

Приклад складання диференційних рівнянь елементів САК.

Вивести рівняння динаміки генератора постійного струму.

Якщо прийняти, що швидкість обертання якоря генератора стала, то напруга генератора uг може змінюватися лише залежно від напруги на обмотці збудження uз 

.

Для обмотки збудження можна записати

.

Виходячи з лінійності характеристики генератора, записуємо

.

Переносячи вихідні величини в ліву частину, дістаємо

.

Ввівши позначення , , матимемо рівняння генератора у вигляді

.

Приклад 2

Лінеаризувати тягову характеристику соленоїдного електромагніту, тягове зусилля Fел якого можна вважати пропорційним квадрату напруги u електричної мережі.

,     (3)

де сел – стала тягового електромагніту, яка залежить від його конструктивних особливостей.

Вираз (3) можна записати у вигляді

,   (4)

Розкладемо нелінійну функцію  в ряд Тейлора. При цьому її початкове значення таке

;

.

Підставивши знайдений вираз у праву частину рівняння (4), дістанемо

.

Виключаючи рівняння початкової рівноваги , дістанемо лінеаризоване рівняння тягової характеристики електромагніту у відхиленнях

,

де Кел – передаточний коефіцієнт електромагніту

PAGE  2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65615. РОМАНИ М. ШОЛОХОВА І М. СТЕЛЬМАХА: ПРОБЛЕМИ НАЦІОНАЛЬНОЇ СПЕЦИФІКИ 202.5 KB
  Актуальність дослідження визначається необхідністю аналізу взаємозв’язків та взаємодії національних літератур на рівні вивчення художньої специфіки романів письменників та їх внеску у духовну скарбницю людства.
65616. Історико-демографічні процеси в італійському суспільстві XII – XVII ст.: теоретико-методологічний аспект 236.5 KB
  Для аналізу взаємодії демографічних та соціально-економічних процесів була обрана історія Італії XІІ XVII ст. Протягом цього тривалого періоду розвиток Італії радикально змінювався і був непрямолінійним. Демографічна та соціально-економічна динаміка розвитку Італії XІІ XVII ст.
65617. МІЖЕТНІЧНІ КОМУНІКАЦІЇ НАРОДІВ КРИМУ (ПОЛІТИЧНИЙ І СОЦІОКУЛЬТУРНИЙ АСПЕКТИ) 175 KB
  Перша група обумовлена складністю багатогранністю і суперечністю міжетнічної взаємодії народів Криму. У контексті Криму з його специфічною інтеграційною моделлю міжетнічної взаємодії ця проблема є досить актуальною. Малодослідженим залишається питання про форму взаємодії етносів Криму.
65618. ПОВНІ МЕТОДИ ПОШУКУ ВИВЕДЕННЯ В СИСТЕМАХ ЛОГІЧНОГО ПРОГРАМУВАННЯ 190.5 KB
  Досліджено резолюційні і парамодуляційні стратег ії лінійного типу для упорядкованих дизюнктів що використовують ослаблений варіант правила факторизації; доведено їхню коректність і повноту. Далі вивчається так зване числення літеральних секвенцій lS модифікований випадок sS коли в антецеденті секвенцій...
65619. КОМБІНОВАНЕ ЛІКУВАННЯ УРОТЕЛІАЛЬНИХ ПУХЛИН НИРКИ 259.5 KB
  Актуальність пошуку нових методик у комплексному і комбінованому лікуванні уротеліальних пухлин нирки й особливо при метастатичних формах захворювання обумовлена невтішними результатами лікування даної категорії хворих навіть у рамках найбільших...
65620. ФОРМУВАННЯ ПРОФЕСІЙНО-ЕТИЧНОЇ КУЛЬТУРИ МАЙБУТНІХ ЛІКАРІВ У ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ 265 KB
  Практичне розвязання завдань які постали перед системою медичної освіти України потребує належної підготовки лікарів компетентність яких відповідатиме міжнародним стандартам та які здатні на високому професійноетичному рівні у складних умовах сьогодення ефективно вирішувати...
65621. ЗАСТОСУВАННЯ ЧАСТОТНО-ЧАСОВИХ МЕТОДІВ ДО ОБРОБКИ НЕСТАЦІОНАРНИХ СИГНАЛІВ В РЕАЛЬНОМУ МАСШТАБІ ЧАСУ 5.84 MB
  Робота всіх радіотехнічних пристроїв супроводжується динамічними спотвореннями при обробці сигналів з маніпуляцією параметрів або з безперервною зміною цих параметрів. Дослідженню і розробленню методів аналізу динамічних режимів кіл та перетворень нестаціонарних сигналів в динамічних колах присвячено багато робіт.
65622. ПОВІСТІ Й РОМАНИ І. С. НЕЧУЯ-ЛЕВИЦЬКОГО: АРХЕТИПНИЙ АНАЛІЗ 149 KB
  Цей аспект його творчості довго замовчувався дослідниками. Об’єктивний аналіз написаного митцем засвідчує, що його українська сутність виявляється не лише на ідеологічному рівні, а й виринає із глибин підсвідомості. Через те він немовби зсередини бачив історію України, долю українців, душу українця.
65623. ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛІХЕНОІНДИКАЦІЇ АНТРОПОГЕННО ТРАНСФОРМОВАНОГО СЕРЕДОВИЩА НА ПІВДЕННОМУ СХОДІ УКРАЇНИ 297 KB
  На відміну від центральних регіонів країни на південному сході України вивченість можливості ліхеноіндикації не була реалізована повною мірою. Оскільки біоіндикаційні властивості можуть бути обмежені екологічними факторами навколишнього середовища вплив яких викликає у індикаторного...