Задачи по теории управления

Категория реферата: Рефераты по управлению
Теги реферата: сочинение тарас, новшество
Добавил(а) на сайт: Nizov.

Элементы с линейной статической характеристикой применяются более часто, так как при работе в широком диапазоне изменения входных и выходных величин линейные элементы позволяют создать системы автоматики с одинаковыми динамическими и точностными характеристиками на всём диапазоне изменения сигналов.

Статическая характеристика датчиков и других элементов иногда называется тарировочной. Она необходима при измерении входных величин и задаётся в виде графиков или таблиц.

Линейная статическая характеристика представляет собой прямую, проходящую под каким-либо углом к горизонтальной оси. Угол наклона характеристики есть величина постоянная, а его тангенс определяет коэффициент передачи элемента k. Этот коэффициент определяется так же, как производная характеристики (в данном случае постоянная):

k[pic][pic]или k[pic].

Коэффициент передачи элемента может иметь ту или иную размерность или быть безразмерной величиной.

Работа линейного элемента в системах автоматики характеризуется постоянным передаточным коэффициентом, а нелинейного – переменным, зависящим от x. Коэффициент передачи нелинейных элементов в разных точках характеристики различен и характеризуется производной в данной точке.

Если входные и выходные величины элемента имеют одинаковую физическую природу (т.е. одинаковые размерности), то коэффициент передачи размерности не имеет и называется коэффициентом усиления. Применительно к датчикам коэффициент передачи называется чувствительностью.

Минимальное значение входной величины (абсолютной), которая может вызвать изменения выходной величины, называется порогом чувствительности.

Статическая характеристика элемента, обладающего порогом чувствительности, не проходит через начало координат, а отсекает на оси абсцисс некоторый отрезок, равный порогу чувствительности. Отрезок между началом координат и порогом чувствительности называется зоной нечувствительности.

Все элементы в системе связаны между собой. Посредством этих связей происходит передача этих сигналов от одного элемента к другому. Связи между ними могут быть механическими, электрическими, пневматическими и т.д. По направлению связи подразделяются на прямые и обратные.

При прямых связях сигнал с выхода предыдущего элемента подаётся на вход следующего. Обратная связь образуется, если часть выходного сигнала элемента подаётся на его вход. Сигнал, который подаётся по цепи обратной связи, называется сигналом обратной связи.

Так как на вход элемента поступает только часть выходного сигнала, то величина, показывающая, какая часть выходного сигнала поступает на вход элемента в виде сигнала обратной связи, называется коэффициентом обратной связи:

k[pic],

где x[pic]- сигнал обратной связи; y – выходной сигнал.

При подаче сигнала обратной связи на входе элемента происходит алгебраическое суммирование входного сигнала и сигнала обратной связи.

Если сигнал x[pic]совпадает по фазе с входным сигналом x, то такая обратная связь называется положительной и фактически на вход элемента подаётся суммарный сигнал (x+ x[pic]).

Если сигнал x[pic]не совпадает по фазе с входным сигналом, то происходит вычитание сигналов. Такая обратная связь называется отрицательной, и на вход элемента подаётся разностный сигнал (x- x[pic]).

Положительная обратная связь повышает передаточный коэффициент
(коэффициент преобразования) элемента, но увеличивает погрешность и искажения сигнала, влияние помех и собственных шумов, возникающих в элементе; снижает стабильность передаточного коэффициента. Положительная обратная связь нашла широкое применение в генераторах электрических колебаний и в системах бесконтактных магнитных реле.

Отрицательная обратная связь понижает передаточный коэффициент элемента, но уменьшает влияние помех и внутренних шумов на сигнал, уменьшает относительную погрешность и искажения сигнала, повышает стабильность передаточного коэффициента, т.е. улучшает основные показатели элемента.

В реальных системах автоматики сигналы, как правило, бывают непостоянными. В большинстве случаев они изменяются во времени. Для систем в целом и для их отдельных частей и элементов основным режимом работы является режим, при котором входная и выходная величины не остаются постоянными. Такой режим называется динамическим.

Для оценки работы элемента в динамическом режиме используют динамические характеристики (частотную и переходную) и динамические параметры (например, постоянную времени элемента Т).

Характер изменения выходной величины элемента зависит от свойств самого элемента и от характера изменения его входной величины. Поэтому для сравнения динамических свойств разных элементов надо подавать на входы одинаково меняющиеся во времени сигналы. Реакция большинства элементов на скачкообразный входной сигнал, т.е. их переходная характеристика представляет собой нарастающую экспоненту.

Время от начала экспоненциального изменения выходной величины до момента, когда она достигает 63% установившегося значения выходной величины, называется постоянной времени Т.

Чем меньше Т, тем круче будет переходная характеристика, тем меньше длительность переходного процесса и тем меньше инерционность элемента.

В теории автоматического регулирования принято оценивать динамические свойства элементов по их реакции на скачкообразное изменение входного сигнала. При этом переходной процесс, называемый переходной характеристикой, определяется только свойствами элемента.

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки