Передаточна функція систем автоматики. Стуктурно-динамічні схеми систем автоматики та їх перетворення. (Лекція 2)

Содержание

Слайд 2

Питання 1. Статичні та динамічні характеристики лінійних систем автоматики Можна виділити

Питання 1. Статичні та динамічні характеристики лінійних систем автоматики

Можна виділити три

типових стани САУ:
спокій або рівноважний стан;
періодичні рухи;
перехідний процес.
Слайд 3

Статична характеристика – залежність вихідного сигналу елементу або системи від вхідного

Статична характеристика – залежність вихідного сигналу елементу або системи від вхідного

в статичному режимі.

Статичний режим це такий режим, при якому всі сигнали, вхідні та вихідні, не змінюються у часі.

Ці характеристики визначаються або аналітично, або експериментально і представляються у вигляді: аналітичних залежностей, таблиць, графіків.

Слайд 4

Статичні характеристики: Коефіцієнт передачі елементу являє собою відношення вихідної величини елементу

Статичні характеристики:

Коефіцієнт передачі елементу являє собою відношення вихідної величини елементу X

до вхідної величини Z або відношення диференціалів вихідної dx величини до диференціалу вхідної величини dz

Поріг чутливості – найменше значення вхідного сигналу, що здатне викликати зміну вихідного сигналу. Інтервал між порогами чутливості називається зоною нечутливості. Чим він більший тим елемент гірший.

Слайд 5

Статичні характеристики: Похибка елементу: абсолютна; відносна; наведенна. Похибка, яка виникає при

Статичні характеристики:

Похибка елементу:

абсолютна;
відносна;
наведенна.

Похибка, яка виникає при

нормальних умовах експлуатації елементу (при яких він градуювався), називається основною.

При відхиленні умов експлуатації від нормальних до основної похибки додається похибка, яка називається додатковою.

Слайд 6

Динамічні характеристики: Передаточна функція. Часові характеристики: одинична перехідна функція; імпульсна перехідна

Динамічні характеристики:

Передаточна функція.

Часові характеристики:
одинична перехідна функція;
імпульсна перехідна функція.

Частотні характеристики:

амплітудно-фазова ЧХ;
амплітудно-частотна;
фазово-частотна.

Диференційне рівняння

Слайд 7

Питання 2. Лінеаризація диференційних рівнянь.

Питання 2.

Лінеаризація диференційних рівнянь.

Слайд 8

Лінеаризація рівнянь елементів САУ Лінеаризацією називається заміна нелінійного диференційного рівняння (ДР)

Лінеаризація рівнянь елементів САУ

Лінеаризацією називається заміна нелінійного диференційного рівняння (ДР) наближеним

до нього лінійним ДР.
Умови: а) заданий “опорний” (статичний) режим САУ. При цьому
z(t)= z0 =const; x(t)= x0 =const.
б) під час роботи САУ відхилення змінних від “опорних” значень невелике:
z(t)=z0+Δz(t) Δz(t) → 0
x(t)=x0+Δx(t) Δx(t) → 0
Слайд 9

ЗАДАЧА Лінеаризувати нелінійне диференційне рівняння

ЗАДАЧА

Лінеаризувати нелінійне диференційне рівняння

Слайд 10

Алгоритм приведення лінеаризованого диференційного рівняння до стандартної форми запису Позбавляємось знаку

Алгоритм приведення лінеаризованого диференційного рівняння до стандартної форми запису

Позбавляємось знаку Δ

перед змінними Δ x, Δ z.
В лівій частині рівняння записуємо вихідний сигнал та його похідні (х), в правій вхідний сигнал та його похідні (z).
Приводимо рівняння до такого вигляду, коли коефіцієнт при вихідному сигналі х дорівнює 1.
Слайд 11

Питання 3. Передаточна функція

Питання 3.

Передаточна функція

Слайд 12

Пьер Симон Лаплас 23.03.1749 - 05.03.1827 «То, что мы знаем, так

Пьер Симон Лаплас 23.03.1749 - 05.03.1827

«То, что мы знаем, так ничтожно

по сравнению с тем, что мы не знаем»

астроном, физики математик.
Основные астрономические работы Лапласа относятся к области небесной механики.
Физические исследования Лапласа относятся к областям молекулярной физики, теплоты, акустики, оптики.
Лаплас — автор фундаментальных работ по математике и математической физике, прежде всего — трактата Аналитическая теория вероятностей

Слайд 13

Пряме перетворення Лапласа: Зворотне перетворення Лапласа: Основні властивості перетворення Лапласа: 1.

Пряме перетворення Лапласа:

Зворотне перетворення Лапласа:

Основні властивості перетворення Лапласа:

1. адитивність:

2. однорідність:

3. Правило

диференціювання:
Слайд 14

Передаточна функція: У загальному вигляді лінеаризоване рівняння елемента має вигляд:

Передаточна функція:

У загальному вигляді лінеаризоване рівняння елемента має вигляд:

Слайд 15

Передаточною функцією автоматичного пристрою називається відношення зображень по Лапласу вихідного сигналу

Передаточною функцією автоматичного пристрою називається відношення зображень по Лапласу вихідного сигналу

до зображення по Лапласу вхідного сигналу при нульових початкових умовах
Слайд 16

Питання 4. Стуктурно-динамічні схеми систем автоматики та їх перетворення.

Питання 4.

Стуктурно-динамічні схеми систем автоматики та їх перетворення.

Слайд 17

В системах автоматичного управління застосовуються наступні з’єднання елементів: послідовне; узгоджено-паралельне; зустрічно-паралельне.

В системах автоматичного управління застосовуються наступні з’єднання елементів:
послідовне;
узгоджено-паралельне;
зустрічно-паралельне.

Слайд 18

Структурно-динамічна схема послідовного з’єднання Передаточна функція послідовного поєднання ланок дорівнює добутку

Структурно-динамічна схема послідовного з’єднання

Передаточна функція послідовного поєднання ланок дорівнює добутку передаточних

функцій ланок, які входять в це з'єднання:
Слайд 19

Структурно-динамічна схема узгоджено-паралельного з’єднання

Структурно-динамічна схема узгоджено-паралельного з’єднання

Слайд 20

Передаточна функція узгоджено-паралельного з’єднання ланок дорівнює алгебраїчній сумі передаточних функцій ланок, які входять в це з'єднання:

Передаточна функція узгоджено-паралельного з’єднання ланок дорівнює алгебраїчній сумі передаточних функцій ланок,

які входять в це з'єднання:
Слайд 21

Структурно-динамічна схема зустрічно-паралельного з’єднання

Структурно-динамічна схема зустрічно-паралельного з’єднання

Слайд 22

Передаточна функція зустрічно-паралельного з’єднання ланок є дріб, в чисельнику якого записується

Передаточна функція зустрічно-паралельного з’єднання ланок є дріб, в чисельнику якого записується

вираз для передаточної функції прямого ланцюга, а в знаменнику записується алгебраїчна сума одиниці та добутку передаточних функцій розімкнутого ланцюга.