Статические и астатические системы автоматического управления.
Статические и астатические системы автоматического управления. - раздел Менеджмент, ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 5.5.1. Передаточная Функция Типовой Одноконтурной Системы...
5.5.1. Передаточная функция типовой одноконтурной системы
Статическими называются такие САУ, у которых при постоянном задающем воздействии ошибка в установившемся режиме стремится к некоторой постоянной неравной нулю.
Часто при расчете систем передаточные функции и уравнение динамики записывают не для управляемой величины х, а для сигнала ошибки
,
который также может рассматриваться как сумма двух составляющих:
,
где ев, ез – составляющие сигнала ошибки, обусловленные изменениями соответственно возмущающего и задающего воздействий.
Для каждой составляющей сигнала ошибки можно записать передаточные функции, связывающие эти составляющие с соответствующими внешними воздействиями.
Передаточная функция системы по задающему воздействию равна
,
а передаточная функция по возмущающему воздействию
Уравнение динамики системы, записанное для сигнала ошибки, будет иметь вид
Рассмотрим для примера следующий случай: пусть .
Тогда ошибка будет зависеть только от задающего воздействия
.
Пусть для нашего случая , тогда
Здесь nО является порядком астатизма у объекта, а nР – у регулятора, причем если nО¹0и nР¹0, то ошибка будет равна нулю.
Если регулятор или объект содержат интегрирующие звенья, то ошибка в установившемся режиме будет равна нулю, следовательно, система является астатической.
Статической будет та САУ, в которой ни регулятор, ни объект не будут содержать интегрирующих звеньев. Кроме того, статическая САУ – это САУ имеющая нулевой порядок астатизма.
5.5.2. Ошибки статических и астатических систем при типовых
задающих воздействиях
Рассмотрим три типа задающих воздействий:
1. хЗ1=А0×1(t)
Зададим: .
Тогда .
Это означает, что, если n=0, то ошибка будет равна , следовательно, система статическая, а если n=1, то ошибка - , значит данная система – астатическая. Т.о. при порядке астатизма системы n³1, система при данном возмущающем воздействии является астатической.
2. хЗ1=А0×t×1(t)
Зададим: .
Тогда
Это означает, что, если n=0, то ошибка будет равна , следовательно, система находится в неопределенном состоянии; если n=1, то ошибка - , значит данная система статическая; а если n=2, то ошибка равна , что говорит об астатичности данной системы. Т.о. при линейном изменяющемся задающем воздействии, система будет статической при порядке астатизма системы n=1, а при n³2 – система является астатической.
3. хЗ1=А0×t2×1(t)
Тогда .
Это означает, что:
v если n=0, то ошибка будет равна , следовательно, система находится в неопределенном состоянии;
v если n=1, то ошибка - , следовательно, система находится в неопределенном состоянии;
v если же n=2, то ошибка равна , значит данная система статическая;
v если n=3, то ошибка равна - в этом случае система является астатической.
Т.о. система будет статической при порядке астатизма системы n=2, а при n³3 она является астатической.
Графики в этом случае аналогичны пункту 2.
5.5.3. Ошибка при возмущающем воздействии, не равном нулю
На ошибку, обусловленную возмущающим воздействием влияет только астатизм регулятора.
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
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
УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ,
Устойчивость автоматической системы – это свойство системы возвращаться в исходное состояние равновесия после прекращения воздействия, выведшего систему из этого состояния. Неу
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
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
Прямые методы оценки качества
v Классический метод;
v операторный метод;
v частотный метод;
v моделирование на ЭВМ.
4.2.1. Классический метод о
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
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.
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?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Статическими называются такие САУ, у которых при постоянном задающем воздействии ошибка в установившемся режиме стремится к некоторой постоянной неравной нулю.
,
,
,
а передаточная функция по возмущающему воздействию
.
.
, тогда
1. хЗ1=А0×1(t)
.
.
, следовательно, система статическая, а если n=1, то ошибка - 
, значит данная система – астатическая. Т.о. при порядке астатизма системы n³1, система при данном возмущающем воздействии является астатической.
.
, следовательно, система находится в неопределенном состоянии; если n=1, то ошибка - 
, значит данная система статическая; а если n=2, то ошибка равна 
, что говорит об астатичности данной системы. Т.о. при линейном изменяющемся задающем воздействии, система будет статической при порядке астатизма системы n=1, а при n³2 – система является астатической.
.
, следовательно, система находится в неопределенном состоянии;
, значит данная система статическая;
- в этом случае система является астатической.
Новости и инфо для студентов