рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Прямые методы оценки качества

Прямые методы оценки качества - раздел Менеджмент, ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ   V Классический Метод; V Операторный Метод; ...

 

v Классический метод;

v операторный метод;

v частотный метод;

v моделирование на ЭВМ.

 

4.2.1. Классический метод определения показателей качества

Основывается на решении дифференциального уравнения, описывающего динамику процессов в САУ:

Уравнение (2) сводится к системе дифференциальных уравнений первого порядка и разрешается одним из известных методов. Решение уравнения y(t)=f(t), что и представляет собой переходный процесс.

 

4.2.2. Операторный метод

 

К исходному дифференциальному уравнению (2) применяется преобразование Лапласа с учетом начальных условий.

где Kx – это начальное условие по переменной х, Ky – начальное условие по переменной у (а также их производных).

где K(p)=Ky(p)-Kx(p).

1. Применяем прямое преобразование Лапласа к входной величине x(t) (дает х(р)).

2. Получаем в операторном виде переходный процесс по уравнению (3).

3. Используя таблицы Лапласа, осуществляем обратное преобразование Лапласа переменной у(р).

 

4.2.3. Частотный метод

Основан на преобразованиях Фурье. Если f(t) – периодическая функция, то к ней можно применить преобразование:

Если f(t) непериодическая функция, то ее тоже можно представить с помощью интеграла Фурье:

Тогда f(t) может быть представлена:

- прямое преобразование Фурье;

- обратное преобразование.

 

4.2.3.1. Понятие обобщенной частотной передаточной функции

Обобщенная частотная передаточная функция представляет собой следующее выражение:

.

Обобщенная частотная передаточная функция содержит в себе как частотные характеристики объекта (w(р)), так и характеристики входного воздействия в операторном виде (х(р)).

Если р придать чисто мнимое значение jw, то обобщенное число

.

Определение переходного процесса через вещественную характеристику обобщенной частотной передаточной функции.

Здесь действительная часть является функцией четной, а мнимая – нечетной. Поэтому, если интеграл , то для действительной части

.

Мнимая часть будет равна нулю, т.о.

Все процессы при отрицательном времени равны нулю:

Тогда

С учетом этого у(t) будет иметь вид:

4.2.3.2. Определение показателей качества по типовым характеристикам

 

- частный случай, когда входным сигналом является ступенька. Тогда

, или в операторной форме , тогда

,

где Re(W) – действительная часть передаточной функции.

Любую переходную характеристику можно разбить на трапеции. Исходя из этого, Солодовников и Воронов предложили следующий способ: рассмотреть единичную трапецию и на ее основе описать переходные процессы.

Единичная трапеция:

Здесь wd - частота равномерного пропускания; w0 - частота пропускания.

Функция Р(w) может быть описана следующим образом:

,

где коэффициенты .

Введем коэффициент , и выразим

где - интегральный синус.

Солодовников создал h-таблицы (h(t)=hl(t)), в которых для каждого конкретного l и по времени t можно получить переходный процесс, соответствующий данной единичной трапеции. Для неединичной трапеции, когда Р(0)¹1=К, переходный процесс увеличивается в К раз.

Порядок построения переходного процесса по вещественной частотной характеристике:

1. Получаем выражение для Р(w) (Существует два способа получения вещественной части: первый наиболее точный, путем выражения из передаточной функции; второй – по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутой системы).

2. Строится график вещественной частотной характеристики.

3. Характеристика разбивается на трапеции.

4.

 
 

Для каждой трапеции определяются частоты wd, w0 и соответствующий им коэффициент l.

5. Из таблиц h-функции для каждой трапеции определяется переходный процесс hl(t).

6. Каждый из переходных процессов масштабируется в соотношении К=Р(0).

7. Все переходные процессы суммируются. Полученный результат – есть переходный процесс, соответствующий данной вещественной частотной характеристике.

8. По переходному процессу определяются основные показатели качества.

Частотные методы являются как прямыми, так и косвенными методами оценки показателей качества. Как прямой метод, частотные методы позволяют построить кривую переходного процесса в зависимости от Р(w) с помощью специальных методов. Как косвенный метод, частотный метод позволяет по виду Р(w) приближенно вычислить показатели качества.

4.2.4. Моделирование с использованием вычислительных средств

На сегодняшний день это самый широко используемый метод определения качества переходных процессов. В основе этого метода может лежать система дифференциальных уравнений (метод Эйлера, метод Рунге-Кутта любого порядка). В результате решения этой системы получается таблица значений, определяющая переходный процесс в системе. Другим способом моделирования является решение характеристического уравнения. Полученные корни характеристического уравнения определяют переходный процесс в операторном виде. Используя преобразования Лапласа, получаем переходный процесс во временном пространстве.

Достаточно развитое программное обеспечение предоставляет несколько пакетов (средств) моделирования (STRATUM; MATLAB; GPSS и др.).

СТАУ предлагает описание САУ в терминах пространства состояния. Описанные таким образом системы, ориентированы на применение вычислительных средств.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Пермский государственный технический университет... Андриевская Н В...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Прямые методы оценки качества

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Андриевская Н. В.
Теория автоматического управления. Конспект лекций. 1 ч. Перм. гос. техн. ун-т, Пермь, 2006. – 92 с.: ил. Содержит основные понятия и положения классической теории автоматического управлен

Историческая справка
  Основоположником предмета теории автоматического управления является русский ученый и инженер И.А. Вышнеградский, который в 1867 г. опубликовал ра­боту о регуляторах прямого действи

Взаимосвязь ТАУ с другими техническими науками
  Кибернетика- наука об оптимальном управлении сложными системами (технические объекты, технологические процессы, живые организмы, коллективы, предприятия и др.).

Основные характеристики объекта управления.
  Объектом управления в ТАУ могут быть любые технические объекты, технологические процессы, а также более простые САУ. Любой объект характеризуется рядом величин,

Непрерывность.
а) САУ бывают непрерывные - это такие системы, в которых во всех звеньях непрерывному во времени входному сигналу соответствует непрерывный во времени выходной сигнал.

По принципу управления.
В зависимости от конфигурации цепи воздействий различают три вида систем управления: с разомкнутой цепью воздействий, с замкнутой цепью и комбинированные. а) В автоматической си

По управляющему воздействию (задающее воздействие).
В зависимости от характера изменения задающего воздействия во времени автоматические системы управления разделяются на три класса: стабилизирующие, программные и следящие системы.

Основные (типовые) управляющие воздействия САУ
При экспериментальном и теоретическом исследовании автоматических систем и их элементов используют ряд стандартных сигналов, называемых типовыми воздействиями. Эти воздейств

Ступенчатому воздействию соответствует функция
При анализе и расчете систем удобно использовать ступенчатое воздействие,

Временные характеристики САУ
Наиболее наглядное представление о динамических свойствах элемента дает его переходная функция (характеристика). Переходной функцией h(t) н

Частотные динамические характеристики
Частотные характеристики описывают передаточные свойства элементов и систем в режиме установившихся гармонических колебаний, вызванных внешним гармоническим воздействием. Зная частотную характерист

Типовые динамические звенья
  Алгоритмические звенья, которые описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями первого и второго порядка, получили название типовых динамических звеньев

Структурные схемы САУ
  Для оценки точности, устойчивости и качества управления замкнутых систем необходимо знать их уравнения статики и динамики. Уравнение динамики замкнутой системы можно получить на осн

Типовые элементы структурных схем САУ
  1. Звено  

УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ,
Устойчивость автоматической системы – это свойство системы возвращаться в исходное состояние равновесия после прекращения воздействия, выведшего систему из этого состояния. Неу

Понятие устойчивости по Ляпунову.
Пусть САУ описывается с помощью системы уравнений при заданных начальных условиях:

Автоматическая система, описываемая характеристическим уравнением
, устойчива, если при a0>0 положительны все определите

Частотные критерии устойчивости
  3.3.1. Принцип аргумента Рассмотрим уравнение:

Алгоритм применения критерия Михайлова.
  1. Получаем передаточную функцию системы. 2. Составляем характеристическое уравнение системы (это знаменатель передаточной функции).

Формулировка критерия Михайлова.
Автоматическая система управления, описываемая уравнениями п-го порядка будет устойчивой, если при изменении частоты от 0 до ¥ характеристический вектор системы (годограф Михайлова) пове

Критерий Найквиста
  В отличие от критериев Гурвица, Рауса и Михайлова, которые основаны на анализе характеристического уравнения системы, критерий Найквиста позволяет судить об устойчивости системы по

Алгоритм использования критерия Найквиста
  1. Приводим систему к виду 2. Получаем передаточн

Запас устойчивости по алгебраическому критерию Гурвица
  ,

Запас устойчивости при частотных критериях устойчивости
  При частотных критериях устойчивости различают два критерия: по амплитуде и по фазе. Запас устойчивости по амплитуде определяется наиближайшей точкой по отношению к критической. В ч

Структурно устойчивые и структурно неустойчивые системы
Структурно устойчивой системой называется система, устойчивости которой можно добиваться, изменяя параметры звеньев, при этом тип звеньев и их соединения остаются неизменными.

Параметру
  Теория устойчивости позволяет не только определить устойчивость данной системы, но и влияние некоторых параметров системы на ее устойчивость. Данное влияние определяется с помощью п

Основные показатели качества САУ
Качество САУ определяется следующими показателями: 1. Время достижения установившегося режима – такое время, по истечение которого для управляемой величины выполняе

Косвенные методы оценки качества САУ.
  4.3.1. Частотный косвенный метод оценки качества.   1. Близким по виду вещественным характеристикам Р(w) соответствую

Смещенные уравнения
Характеристическое уравнение замкнутой системы: . Сместим мнимую о

Интегральный метод оценки показателей качества
  Рассмотрим кривую переходного процесса 1 и установившееся значение 2.

Особенности синтеза
  1. САУ включает в себя объект управления и корректирующие устройства (это такие устройства, структура и параметры которых изменяются в соответствие с задачей синтеза). 2. З

Этапы синтеза САУ
1. Анализируется объект управления, определяются статические и динамические характеристики объекта. 2. Определяется критерий оптимизации, основанный на заданных показателях качества САУ.

Синтез последовательных корректирующих устройств
1) В системах с последовательными корректирую­щими звеньями, корректирующее звено с

Влияние обратных связей на динамические свойства объекта
  Существуют так называемые обратные связи (ОС) и соответствующие им передаточные функции (WOC).В зависимости от того, чему равна передаточная функция обратной связи

Рассмотрим случай, когда в качестве объекта берем апериодическое звено
.   5.4.1. Охват апериодического звена

Статические и астатические системы автоматического управления.
5.5.1. Передаточная функция типовой одноконтурной системы  

Чувствительность параметров
Чувствительностью системы называется выходных характеристик или показателей качества в зависимости от изменений параметров системы. Если система не изменяет свои выходные харак

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги