Рисунок 3 - Структурная схема системы
Определим размерность управляемой величины:
Рисунок 4 - Схема для определения размерности выходной величины
Управляемая величина измеряется в радианах.
Запишем передаточные функции системы (разомкнутой системы, замкнутой системы по выходу ОУ и передаточную функцию системы по ошибке).
Передаточная функция разомкнутой системы:
;
;
Передаточная функция замкнутой системы по выходу ОУ:
;
;
;
Передаточная функция системы по ошибке:
;
;
;
Для построения ЛЧХ разомкнутой системы запишем передаточную функцию разомкнутой системы:
,
где , , , .
Частоты сопряжений:
;
дек;
;
дек;
;
дек;
;
дек;
На нулевой частоте ЛАЧХ пересекает ось L, в точке (0; 37.1), где 37.1 – значение полученное как .
Построим асимптотические логарифмические амплитудные и фазовые характеристики
По построенным ЛАЧХ и ЛФЧХ найдем запасы устойчивости системы.
дБ;
град;
Проверим полученные запасы устойчивости с помощью программного пакета Matlab, функцией margin (рисунок 5).
Рисунок 5 − Результаты функции margin в Matlab
Как видно из рисунка 5, запасы устойчивости:
дБ;
град;
Расхождение данных с графиков асимптотических ЛЧХ и данных функции margin объясняется неточностью построения графиков ЛЧХ. При расчетах будем использовать более точные данные функции margin.
Критический коэффициент усиления системы. АФЧХ и АЧХ системы.
Найдем критический коэффициент усиления системы из графика ЛАЧХ разомкнутой системы. Из графика следует формула
;
Тогда
;
Построим АФЧХ разомкнутой системы. Для этого от передаточной функции разомкнутой системы перейдем к частотной передаточной функции разомкнутой системы и выделим действительную и мнимую часть.
;
;
;
;
;
;
Найдем частоту, при которой Р равно 0:
рад/с ;
Найдем частоту, при которой Q равно 0:
;
Из всех корней данного уравнения, нам подходит только рад/с.
Приведем расчетную таблицу для построения АФЧХ:
Таблица 3.1 Расчетные значения для АФЧХ
|
|
|
0
|
19.512
|
∞
|
14.643
|
0
|
-9.207
|
178.43
|
-0.334
|
0
|
∞
|
0
|
0
|
Значения P и Q получены с помощью программного пакета MathCAD 15 (рисунок 6).
АФЧХ построим на миллиметровой бумаге.
Достарыңызбен бөлісу: |