200 likes | 514 Views
Teoria sterowania. Wykład 9 Transmitancja operatorowa i stabilność liniowych układu regulacji automatycznej. z ( t ). u ( t ). e ( t ). y ( t ). w ( t ). +. G ob ( s ). G r ( s ). _. G sp (s). Transmitancja operatorowa układu regulacji automatycznej. Schemat blokowy układu regulacji.
E N D
Teoria sterowania Wykład 9Transmitancja operatorowa i stabilność liniowych układu regulacji automatycznej
z(t) u(t) e(t) y(t) w(t) + Gob(s) Gr(s) _ Gsp(s) Transmitancja operatorowa układu regulacji automatycznej Schemat blokowy układu regulacji
u(t) e(t) w(t) + Gr(s) Gob(s) _ Gsp(s) Transmitancja operatorowa układu regulacji względem sygnału zadanego w(t) y(t) y1(t)
y(t) z(t) _ u(t) Gob(s) Gr(s) -y1 z(t) y(t) Gsp(s) _ u1(t) u(t) -y1(t) Gob(s) Gsp(s) Gr(s) Transmitancja operatorowa układu regulacji względem zakłócenia z(t)
(1) Zakładając i przekształcając równanie (1) wg. Laplace’a otrzymujemy (2) (3) (4)
Transmitancja uchybowa układu regulacji (5) Wielomian charakterystyczny (6)
(7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) Warunek stabilności:
Metody wyznaczania odpowiedzi impulsowej i skokowej układu regulacji Odpowiedzi impulsowe Odpowiedzi skokowe
gw 0 t gw 0 t gw 0 t
Badanie stabilności układu regulacji metodą przestrzeni fazowej
Jednowymiarowy nieliniowy układ w stanie swobodnym opisuje nieliniowe równanie różniczkowe: (1) Wprowadzamy współrzędne fazowe: Stan dynamiczny układu w dowolnej chwili t określa wtedy wektor x(t) o składowychw przestrzeni zwanej przestrzenią fazową. Układ swobodny (1) znajduje się w stanie równowagi , jeżeli wszystkie pochodne są równe zeru. Odpowiadajacy temu punkt równowagi w przestrzeni fazowej umieszczamy w początku jej układu współrzędnych. Jeżeli , to początek układu współrzędnych nazywamy punktem stabilnym asymptotycznie. Jeżeli trajektoria x(t) przy t nie wychodzi poza pewien ograniczony obszar otaczający początek układu współrzędnych ,to układ jest stabilny w sensie Lapunowa.
x1 = y x1 = y Trajektoria fazowa przebiegu drgającego z rosnącą amplitudą (układ niestabilny) Trajektoria fazowa przebiegu drgającego tłumionego (układ stabilny)
2 1 0 x1 = y 0 x1 = y Trajektoria fazowa przebiegu drgającego nietłumionego Trajektorie fazowe przebiegów aperiodycznych: 1 – stabilnego, 2 – niestabilnego