140 likes | 332 Views
Automatyka. Wykład 3 Modele matematyczne (opis matematyczny) liniowych jednowymiarowych (o jednym wejściu i jednym wyjściu) obiektów regulacji. y ( t ). u ( t ). Obiekt regulacji. Równanie wejścia – wyjścia Transmitancja operatorowa i widmowa Równania stanu i równanie wyjścia.
E N D
Automatyka Wykład 3 Modele matematyczne (opis matematyczny) liniowych jednowymiarowych (o jednym wejściu i jednym wyjściu) obiektów regulacji.
y(t) u(t) Obiekt regulacji • Równanie wejścia – wyjścia • Transmitancja operatorowa i widmowa • Równania stanu i równanie wyjścia
Równanie wejścia – wyjścia określa związek zachodzący między sygnałem wejściowym u(t) obiektu a jego sygnałem wyjściowym y(t) i wynika z prawa równowagi dynamicznej ( prawo Newtona, prawa Kirchchoffa itd.) Transmitancję operatorową uzyskuje się z równania wejścia - wyjścia po jego przekształceniu wg. Laplace’a. Transmitancja widmowa opisuje obiekt, którego sygnał wejściowy i wyjściowy mają przebiegi sinusoidalne. Równania stanu uzyskuje się z równania wejścia – wyjścia. Stan obiektu w każdej chwili określają zmienne stanu związane z magazynami energii występującymi w obiekcie. Równanie wyjścia określa zależność sygnału wyjściowego y(t) od zmiennych stanu x1(t), x2(t), … .
Równanie wejścia – wyjścia obiektu (1) Transmitancja operatorowa obiektu Zakładając zerowe warunki początkowe i przekształcając równanie (1) wg. Laplace’a otrzymujemy (2) (3) (4)
Równania stanu i równanie wyjścia Równania stanu Równanie wyjścia
Obiekty regulacji • Obiekty statyczne • Obiekty astatyczne • Bezinercyjne • Inercyjne • Oscylacyjne Obiekty statyczne
Obiekty statyczne Obiekt bezinercyjny • Równanie wejścia – wyjścia: • Transmitancja operatorowa: • Transmitancja widmowa:
i(t) R1 uwe(t) R2 uwy(t) Przykład: • Równanie wejścia – wyjścia: • Transmitancja operatorowa: • Transmitancja widmowa:
Obiekty inercyjne Obiekt inercyjny pierwszego rzędu • Równanie wejścia – wyjścia: T – stała czasowa, k - wzmocnienie • Transmitancja operatorowa: • Transmitancja widmowa:
Równanie stanu: • Równanie wyjścia:
R i(t) i(t) uwe(t) uwy(t) C Czwórnik RC jako przykład obiektu inercyjnego I rzędu • Równanie wejścia – wyjścia: • Transmitancja operatorowa:
Transmitancja widmowa: • Równanie stanu: zmienna stanu