Если не содержит нулевых корней, то систему управления будем называть статич e ской пo отношению к управляющему воздействию. Очевидно, .

При наличии нулевых корней передаточную функцию (3.1) можно представить в виде

, (3.2)

где не имеет нулевых корней; – количество нулевых корней уравнения , т.е. говорят, что передаточная функция содержит s -й степени в чистом виде.

Систему управления с передаточной функцией вида (3.2) будем называть астатич e ской с астатизмом v-го порядка по отношению к управляющему воздействию. Очевидно, (3.1) есть частный случай (3.2) при .

Перейдем к рассмотрению характеристик замкнутой системы (рис. 3.1), для которой можно из структурной схемы записать уравнения

, . (3.3)

Из (3.3) нетрудно определить эти связи: , . обозначим , , , тогда , .

Передаточную функцию назовем главной п epe даточной функци e й замкнутой сит e мы, п epe даточной функцией замкнутой сист e мы по возмущ e нию, – п epe даточной функци e й замкнутой сист e мы по ошибке.

Если W(s) представлена в виде (3.1), то

 

; ; , (3.4)

где полином , а R(s) – полином, который получается в результате перемножения и .

Полином носит название xap акте p истич e ского полинома замкнутой сист e мы, а уравнение xap акт ep истич e ского у p авн e ния замкнутой сист e мы. Степень полинома определяется величиной n (если m < n) или m (если m > n). Для физически реализуемой разомкнутой системы степень полинома равна n.

Важной характеристикой замкнутой системы является ее дифференциальное уравнение. из уравнения , заменяя и выражениями (3.4), получим и, переходя к оригиналам (или формально заменяя s на оператор дифференцирования p), имеем следующее дифференциальное уравнение замкнутой системы:

v(p) . (3.5)

Порядок n дифференциального уравнения (порядок полинома ) будем называть по p ядком сист e мы.

Уравнение (3.5) описывает поведение системы в динамическом режиме, частным случаем которого является установившийся или статический режим. Полагая в (3.5) величины f, v, y = const, а производные этих величин равными нулю, что соответствует p = 0 в полиномах D, N , R, получим уравнение статического режима:

. (3.6)

Величина N(0) = 1, a для астатических систем и – для статических систем. Таким образом, имеем следующие уравнения статического режима: при ; при . Значение величины R(0) зависит от вида передаточных функций , .

По аналогии со звеньями систем можно ввести временные характеристики замкнутой системы, используя соответствующие передаточные функции , или . Оригинал передаточной функции замкнутой системы относительно входа v и выхода y определится как , а переходная функция как .

Аналогично можно определить эти характеристики, используя и .

 

14. Частотные характеристики систем.

 

Частотные методы анализа и синтеза систем управления находят широкое применение в инженерной практике. По аналогии с частотными характеристиками звеньев можно ввести соответствующие частотные характеристики для системы автоматического управления.

Важным классом частотных характеристик являются частотные характеристики разомкнутой системы, определяемые из передаточной функции W(s). Это амплитудно-фазовая частотная характеристика , где – АЧХ; – ФЧХ; , – соответственно вещественная и мнимая частотные характеристики, – логарифмическая амплитудная частотная характеристика разомкнутой системы.