Практическое занятие 8. Оценка качества систем управления

Пример 1.

Определить значения не менее шести показателей качества замкнутой системы:

T1=0,5 c.; T2=1 c.; k=4; .

 

Найдем передаточные функции замкнутой системы:

,

, ,

,

.

Характеристический полином системы имеет второй порядок, все его коэффициенты положительны. Следовательно, система устойчива.

Рассчитаем установившуюся ошибку:

. (8.1)

Найдем корни характеристического полинома:

,

, a=2, b=4.

Найдем степень устойчивости h=2, (8.2)

колебательность , (8.3)

оценим время переходного процесса (8.4)

и рассчитаем затухание за период:

. (8.5)

Для удобства определения запасов устойчивости по амплитуде и фазе рассмотрим логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы.

Найдем корни знаменателя передаточной функции разомкнутой системы:

,

.

Корни вещественные кратные, следовательно, передаточная функция может быть представлена в виде

,

тогда

,

,

.

Для рассматриваемой системы: , ; наклон идущего вниз участка . Следовательно, расстояние в декадах от сопрягающей частоты до частоты среза w2 составляет , что соответствует увеличению частоты в 2 раза ( ). В результате w2=4 с-1, и запас по фазе может быть определен по формуле:

. (8.6)

Для более точного расчета, который необходим, если расстояние между частотами будет меньше 0,3 дек., следует находить частоту среза из уравнения:

.

Дополнительно можно указать величину запаса устойчивости по амплитуде. Поскольку для рассматриваемой системы логарифмическая фазо-частотная характеристика асимптотически стремится к горизонтальной оси, не пересекая ее, запас по амплитуде равен бесконечности.

Пример 2.

Рассчитать установившуюся ошибку

Упростим структурную схему с учетом известных соотношений для отрицательной обратной связи и параллельного соединения звеньев.

С учетом количества входных сигналов установившаяся ошибка в рассматриваемом примере определяется как сумма двух составляющих: .

Найдем требуемые передаточные функции и рассчитаем установившуюся ошибку от задающего воздействия:

,

,

.

Выполним расчет для возмущения f1:

,

,

.

Выполним расчет для возмущения f2:

,

,

.

Результирующая установившаяся ошибка:

.