230 likes | 512 Views
Teoria sterowania. Wykład 2 Sygnały w układach sterowania.
E N D
Teoria sterowania Wykład 2 Sygnały w układach sterowania.
Sygnał w układzie sterowania jest przebiegiem w czasie dowolnej wielkości fizycznej. W przemysłowych układach sterowania rozróżnia się sygnały elektryczne (przebiegi napięcia lub prądu), sygnały hydrauliczne (przebiegi ciśnienia i przepływu oleju) oraz sygnały pneumatyczne (przebiegi ciśnienia i przepływu powietrza).
Amplituda F1 1 Sygnały zdeterminowane to takie przebiegi czasowe, które dają się opisać za pomocą określonych zależności matematycznych (funkcji). Sygnały okresowe 1. Sygnały sinusoidalne
2. Sygnały okresowe - niesinusoidalne Amplituda 0 1 4 5 2 3
f(t) 0 0 t f(t) 0 0 t Sygnały nieokresowe
f(t) 0 t f(t) f(t) t t f(t) t Inna klasyfikacja sygnałów Sygnały ciągłe Sygnały dyskretne Sygnały impulsowe Sygnały cyfrowe
e(t) Poziomy kwantowania Tp 2Tp 3Tp 4Tp5Tp6Tp t Sygnał cyfrowy
x1 t x2 t xn t t3 t1 t2 Sygnały stochastyczne Sygnały stochastyczne (losowe) są realizacjami procesu stochastycznego (losowego). Reprezentacją procesu stochastycznego jest zbiór jego realizacji. Reprezentacją procesu stochastycznego w określonej chwili jest zmienna losowa. Proces stochastyczny jest nieskończenie wymiarową zmienną losową.
F(x) 1 0 x
Charakterystyki statyczne obiektów, regulatorów i układów regulacji automatycznej
y z Charakterystyki statyczne URA Charakterystyka statyczna układu regulacji automatycznej określa własności tego układu w stanach ustalonych, czyli wtedy, gdy nie zachodzą zmiany w czasie sygnałów związanych z układem (sygnał zadany w, sygnał regulowany y, błąd regulacji e, sygnał sterujący u i zakłócenie z pozostają w czasie niezmienne). Charakterystykami statycznymi układu automatycznej regulacji są zależności przy z = const przy w = const y z = const w 0 0 w
Charakterystyki statyczne obiektu regulacji i regulatora Charakterystyka statyczna obiektu regulacji określona jest zależnością um u y z = z-1 z = z0 z = z1 – em z-1z0 z1 em e – um 0 u Charakterystyka statyczna regulatora opisana jest równaniem Równanie charakterystyki statycznej regulatora w zakresie liniowym ma postać u = kpe (2.1)
Błąd regulacji: e = w - y (2.2) Zatem u = kpe = kp(w – y) u = - kpy + kpw (2.3) Równanie (2.3) reprezentuje linię prostą y kpw z = z-1 z = z0 w z = z1 z-1z0 z1 u 0 u Wyznaczanie punktów równowagi statycznej URA y e-1 e1 w kp = ctgφ φ kpw
Podstawowe przebiegi regulacyjne w układzie regulacji automatycznej
Schemat blokowy układu regulacji automatycznej + y(t) - sygnał sterowany (sygnał regulowany, wielkość regulowana), w(t) - sygnał zadany (wartość zadana) wielkości regulowanej, e(t) = w(t) – y(t) - sygnał błędu sterowania (uchyb regulacji), u(t) - sygnał sterujący (sterowanie), z(t) - sygnał zakłócający (zakłócenie).
y t Przebiegi wielkości regulowanej y(t) po podaniu na wejście zadające układu skoku jednostkowego 1(t) 1(t) 0
Przebiegi wielkości regulowanej y(t) po podaniu na wejście zakłócające układu skoku jednostkowego 1(t) y w+1 w t 0
Przebiegi błędu regulacji e(t) po podaniu na wejście zadające układu skoku jednostkowego 1(t) e 1 0 t