«Ғ.ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ»
КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ
«Автоматтандыру және басқару» кафедрасы
№ 1 зертханалық жұмыс бойынша
ЕСЕП БЕРУ
Пәні: «Автоматты реттеу жүйелерін зерттеу»
Тақырыбы: «Үшінші ретті астатикалы жүйенің реттеу процесінің тура және жанама сапа көрсеткіштерін талдау»
Мамандық: 6В07108 – «Автоматтандыру және басқару»
Орындаған: Султанбеков Бексултан
Тобы: АУ(АИСУ)к-19-3
Нұсқа: № 16
Тексерген: аға оқытушы Калабаева А. Е
_____________ _____________ «_____» _______________ 2022 ж.
(бағасы) (қолы)
Алматы, 2022
Зертханалық жұмыс № 1. Үшінші ретті астатикалы жүйенің реттеу процесінің тура және жанама сапа көрсеткіштерін талдау
Жұмыстың орындалу барысы
Динамикалық жүйенің беріліс функциялары келесі теңдеулермен жазылсын:
.
Берілген вариант бойынша 1 – кестеден параметрлерін алыңыз.
Жүйе үшін келесіні орындаңыз:
- Гурвиц критерийі және Михайлов критерийлері бойынша орнықтылық, орнықтылық шекарасындағы және орнықсыз шарттарының мәндерін анықтаныз,
- табылған нәтижелер бойынша тұжырым жасаныз.
1 кесте – Сызықты жүйенің параметрлері
1. Астатикалы жүйелердің амплитуда фаза жиілік сипаттамалары бойынша орнықтылығын зерттеу
Тұйықталмаған жүйенің беріліс функциясы мынадай болсын:
Бұл теңдеуде айырбастап, тұйықталмаған жүйенің жиілік беріліс функциясын табамыз
Тұйықталған жүйенің орнықтылық шартын былай жазуға болады:
осыдан
Орнықты жағдайында тең болсын.
Онда тұйықталмаған жүйенің жиілік беріліс функциясы тең болады
нақты және жорамал бөліктері келесідей жазылады:
Жүйенің АФЖС нақты теріс таңбалы жартыосін координатасы бар оң жағынан a нүктесінен қиып өтуі тиіс, онда
осыдан
онда
Бұрыш жиілігінің мәнін 0-ден бастап өзгертіп, жиілік беріліс функциясының нақты және жорамал бөліктерінің қажетті мәндерін табайық.
1 сурет – Орнықты жағдайындағы АФЖС
Орнықтылық шекарасындағы жағдайда тең болады.
Онда тұйықталмаған жүйенің жиілік беріліс функциясы тең болады:
ал нақты және жорамал бөліктерінің теңдеулері мынадай түрде жазылады:
2 сурет – Орнықтылық шекарасындағы жағдайындағы АФЖС
Орнықсыз жағдайында тең болады.
Онда тұйықталмаған жүйенің жиілік беріліс функциясы тең болады:
ал нақты және жорамал бөліктерінің теңдеулері мынадай түрде жазылады:
3 сурет – Орнықсыз жағдайындағы АФЖС
Найквист критерийі бойынша зерттеуді өткізу үшін MatLab ортасында орнықтылық жағдайда деп алайық. Беріліс функциясы келесідей болады:
Аталған беріліс функциясын MatLab программалық жолына енгізіп, Найквист критерийін тұрғызамыз:
5 сурет – Найквист критерийі
Жүйенің орнықты екенін дәлелдеу үшін беріліс функциясын MatLab тұрғызамыз. Найквист критерийі тұйықталған жүйені тұйықталмаған жүйенің АФЖС-ы арқылы зерттейді. Тұйықталған жүйенің өтпелі сипаттамасын тұрғызу үшін беріліс функциясын анықтаймыз:
Беріліс функциясын программалық жолға енгізіп, өтпелі сипаттамасын тұрғызамыз:
6 сурет – Тұйықталған жүйенің өтпелі сипаттамасы
Тұйықталған жүйенің өтпелі сипаттамасы өсетін тербеліс болғандықтан, тұйықталған жүйе тербелмелі орнықты емес.
Гурвиц критерийі бойынша:
Тұйықталған жүйе:
Тұйықталған жүйенің сипаттаушы теңдеуі және коэффициенттері:
.
Гурвиц матрицасы:
1)
2)
3)
коэффициенті бар теңдеуді шешеміз:
Михайлов критерийіне сүйеніп, жүйенің орнықтылық шартын табыңыз, және KШ күшейту коэффициентінің шекаралық мәнің анықтаңыз,
Михайлов гадофрафын анықтап, оның нақты және жорамал бөліктерін анықтаймыз:
Михайлов гадофрафы координаттық остерді қиып өтетін жиіліктер мәнін анықтаймыз:
.
.
шартын пайдаланамыз:
шартын пайдаланамыз:
Екі шарт бойынша
- күшейту коэффициентінің мәнін , , үш жағдайға сәйкес, Михайловтың нақты және жорамал бөліктерін тауып, графиктерін салыңыз.
1) жағдайы үшін:
.
7-сурет Михайлов годографының Excel бетіндегі сұлбасы
Қорытынды: Михайлов критерийі бойынша тұйықталған жүйе орнықты. Себебі, Михайлов годографы дифференциал теңдеудің ретіне сәйкес үшінші квадрантадан шексіздікке ұмтылады.
2) жағдайы үшін:
8-сурет Михайлов годографының Excel бетіндегі сұлбасы
Қорытынды: Михайлов критерийі бойынша тұйықталған жүйе орнықтылық шегінде. Себебі, Михайлов годографы (0; j0) нүктесі арқылы өтіп, шексіздікке ұмтылады.
3) жағдайы үшін:
9-сурет Михайлов годографының Excel бетіндегі сұлбасы
Қорытынды: Михайлов критерийі бойынша тұйықталған жүйе орнықсыз. Михайлов годографы орнықтылық шарты бойынша дифференциал теңдеудің ретіне сәйкес үшінші квадранта арқылы шексіздікке ұмтылу керек болған. Бірақ, Михайлов годографы аталған шартқа сәйкес келмейді.
Достарыңызбен бөлісу: |