Дипломдық жоба " Манипуляторлы роботтың электр жетегін жасау" 6В07116 "Автоматтандыру жəне басқару"
Қадағалау жүйесінің қалаулы логарифмдік амплитудалық және фазалық жиілік сипаттамасын тұрғызу
жүктеу/скачать 1,63 Mb.
|
Акжигитов С.Ұ
Қадағалау жүйесінің қалаулы логарифмдік амплитудалық және фазалық жиілік сипаттамасын тұрғызуТұйықталмаған жүйенің қалаулы ЛАЖС 2.2,а-суретте жүйенің динамикалық құрамымен анықталатын үш сипаттамалы бөліктен тұрады: төмен жиілікті (AB түзуі), орташа жиілікті (BCDE сынығы) және жоғары жиілікті (EF түзуі). Тұйықталмаған жүйенің ЛАЖС-мен сапа көрсеткіштерінің байланысы берілгеннен жүйенің сапасы төмен болмайтындай, ЛАЖС параметрлеріне алдын ала талап қоюға мүмкіндік береді. Төмен жиілік аймағында (𝜔 < 𝜔1) қалаулы сипаттаманың қисаюы жүйенің астатизм дәрежесімен анықталады: нөлдік - ν = 0 кезінде, -20 дБ/дек ν = 1 кезінде. Рұқсат етілгеннен аспайтын жүйенің қателігін алу үшін астатикалық жүйелер үшін (ν = 1 және ν = 2 кезде) төмен жиілікті асимптота жағдайын тұйықталмаған жүйенің күшейту коэффициентімен береді. 2.2 ,а-суретте бірінші ретті астатизмі және төзімділігі µ бар жүйе үшін төмен жиілікті асимптота AB 20𝑙𝑔𝜇, 𝜔 = 1 координатты нүкте арқылы өткізілген. а) ә) б)
Сурет - Тұйықталмаған жүйенің қалаулы ЛАЖС Гармоникалық басқарушы сигнал кезінде асимптота параметрлерін жұмыстық жиілікте ҚЛАЖС асимптотасы 20 lg(𝛽0/𝛿𝛿г) амплитудамен Ар нүктесінен төмен өтпейтіндей етіп таңдайды. Жиілік осін ω қиып өтетін төменжиілікті ҚЛАЖС асимптотасы CD қажетті орнықтылық қорлары мен өтпелі үрдіс қисығының қалаулы формасын қамтамасыз ету үшін -20 дБ/дек қисаюы және тербеліс көрсеткішімен М анықталатын бойлыққа h ие болуы қажет. 𝜔4 жиілігінің оң жағында тұрған ҚЛАЖС жоғары жиілікті асимптотасы EF қадағалау жүйесінің сүзгі құрамын және өтпелі үрдістің басын анықтайды. 𝜔4 жиілігі аз болған сайын, соғұрлым жоғары жиілікті бөгеуілдер жақсы сүзгіден өтеді, бірақ осыдан жүйенің орнықтылық қорлары төмендейді. ҚЛАЖС-тың жоғары жиілікті асимптотасының қисаюы қадағалау жүйесінің өзгермейтін бөлігінің асимптотасының қисаюымен анықталады. Төмен жиілікті асимптотаның CD қалаулы сипаттамасының жүйенің өзгермейтін бөлігінің сәйкес келетін AB және EF асимптотасының сипаттамасымен жанасуы ВС және DE асимптоталарының көмегімен болады. ҚЛАЖС тұрғызу үрдісін жеңілдету үшін өзімен жанасудың екі асимптотасы бар ҚЛАЖС орташа жиілікті бөлігін CD көрсететін типтік тік және кері ЛАЖС ойлап табылған. 2.4,в-суретте көрсетілген типтік тік ЛАЖС үш жиілікпен сипатталады: ВС және DE асимптоталарымен CD асимптотасының жанасу жиіліктері 𝜔2 мен 𝜔3 және кесу жиілігі 𝜔с. Келтірілген типтік сипаттамалар орташа жиілікті ЛАЖС типін анықтайтын жанасу асимптотасының қисаюымен бөлінеді: ЛАЖС-1 – ВС асимптотасының қисаюы – 20 дБ/дек, ЛАЖС-2 - (– 40 дБ/дек), ЛАЖС-3 – (– 60 дБ/дек). Қалаулы типтік ЛАЖС-тің үш түріне сәйкес келетін беріліс функциялары келесі түрде көрсетілуі мүмкін Wж1 (p) = a ; p(T3p + 1) Wж2 (p) = b(T2p + 1) ; p2(T3p + 1) Wж3 (p) c(T2p + 1)2 = p3(T3p + 1). Орташа жиілікті тік ЛАЖС типін таңдау басқарушы сигналды өтеудің дәлдік талабымен, төзімділікпен және түзетуші құралдың бар болуымен анықталады. ЛАЖС-1 жылдамдық бойынша төмен төзімділік кезінде жоғары жылдам әрекеттікті қамтамасыз етеді. Төзімділікті арттыру жүйенің жіберу жолағының кеңеюімен қосылады. Бұл сипаттама дәлдікке жоғары емес талап қойылатын жүйелерде қолданылады. ЛАЖС-1-мен салыстырғанда сол кесу жиілігі 𝜔с кезінде үлкен төзімділікке жетуге мүмкіндік беретін болғандықтан, ЛАЖС-2 және ЛАЖС-3 басқарушы сигналдың дәлірек өтеуін қамтамасыз етеді. Жүйенің төзімділігін арттыру жіберу жолағына әсер етпейді және жанасу жиілігінің 𝜔1 солға қарай жылжуы есебінен болады. Бірақ жанасу асимптотасының ВС жиілік диапазонының 𝜔1-ден 𝜔2-ке дейін артуымен жүйенің тербелмелілігі артады. ЛАЖС-3 таңдау кезінде қадағалау жүйесінің төзімділігі артады, бірақ іске асу қарапайымдылығы жағынан ЛАЖС-2 дұрыс. Типтік кері ЛАЖС-тар 2.5–суретте көрсетілген. Келтірілген сипаттамалар жоғары жиілікте екі жанасу асимптотасының DE және EF болуымен ерекшеленеді және үш жанасу жиілігі 𝜔2, 𝜔3, 𝜔4 және кесу жиілігімен сипатталады. а) ә) б)
Сурет - Типтік кері ЛАЖС Кері ЛАЖС типі тік сипаттама сияқты дәлдік талабымен жә не түзетуші құралдың болуымен анықталады. Типтік ЛАЖС-тың техникалық іске асуы келесідей құралдармен мүмкін: ЛАЖС-1 2.3,а-суретте – реттелінетін шамадан бірінші туындыға пропорционал сигналды қолдану кезінде (шығыс валдың жылдамдық датчигінан); ЛАЖС-2 2.3,б-суретте – реттелінетін шамадан бірінші және екінші туындыға пропорционал сигналды қолдану кезінде (жылдамдық және үдеу датчиктерінен); ЛАЖС-3 2.3,в-суретте – басқарушы әсерден бірінші туындыға пропорционал сигнал мен реттелінетін шамадан туындыға пропорционал сигналдарды қолдану кезінде. ҚЛАЖС тұрғызу есебі орташа жиілікті ЛАЖС типін анықтауға, оның берілген сапа көрсеткіштері бойынша жиілік осіне байлауға және төменгі және жоғары жиілікте өзгермейтін бөліктің ЛАЖС асимптотасымен жанасуына келіп тіреледі. ҚЛАЖС тұрғызу реті қадағалау жүйесін жобалаудың бастапқы мәліметтерінен тәуелді. Бірлік әсер кезінде, егер өтпелі үрдістің сапа көрсеткіштері берілген болса (өтпелі үрдіс уақыты 𝑡𝑝, қайта реттеу σ), ҚЛАФЖС тұрғызу келесі ретпен 2.3,а-суретте іске асады: Оны өзгертудің тұрақты жылдамдығы кезіндегі басқарушы сигналды елестетудің берілген рұқсат етілген орнатылған қателігі шартынан жылдамдық бойынша жүйенің төзімділігін 𝐷Ω (тұйықталмаған жүйенің күшейту коэффициенті µ) анықтаймыз және өзгермейтін бһліктің ЛАЖС-ін ордината осі бойымен 20𝑙𝑔𝜇 және 𝜔 = 1 рад/с координатасымен В нүктесі арқылы өткенше жылжытамыз. Орташа жиілікті ЛАЖС типін таңдаймыз. Берілген мәндер 𝑡𝑝 бойынша ҚЛАЖС-тің кесу жиілігін 𝜔с анықтаймыз: 𝜔с = 𝑏𝜋/𝑡𝑝. Жанасу жиіліктері н 𝜔2 және 𝜔3 табамыз және 𝜔с нүктесі арқылы 𝜔2 − 𝜔3 жиілік диапазонында −20 дБ/дек қисықпен асимптота жүргіземіз. Түзеткіш құрылғы техникалық іске асыру қарапайымдылығы үшін ЛАЖС жоғары жиілікті асимптотасы ретінде қадағалау жүйесінің өзгермейтін бөлігінің ЛАЖС жоғары жиілікті асимптотасын қабылдаймыз. ЛАЖС орташа жиілікті асимптотасының жоғары жиілікті асимптотасымен жанасуы үшін 𝜔3 жиілікке сәйкес келетін ординатадағы нүктеден −40 дБ/дек қисықпен ЛАЖС-пен қиылысқанша түзу жүргіземіз. Орташа жиілікті асимптотаның ЛАЖС төмен жиілікті асимптотасымен жанасуы 𝜔2 жиілікте ординатадағы нүктеден таңдалған ҚЛАЖС типіне сәйкес келетін −20, −40 немесе −60 дБ/дек қисықпен түзу тұрғызумен іске асады. ЛАЖС-ке сәйкес ЛФЖС тұрғызамыз. Қадағалау жүйесінің орнықтылық қорларын анықтаймыз. Екінші жағдайда, егер басқарушы валдың гармоникалық қозғалыс заңы берілген және жиіліктік сапа көрсеткіштері берілген болса, ҚЖ-нің ҚЛАФЖС бірнеше басқа ретпен 2.3,б-суретте тұрғызады: ЛАЖС типін таңдаймыз. ЛАЖС жанасу төмен жиілікті асимптотасын 𝜔р және 20 lg(𝛽0/𝛿𝛿г) координатамен Ар жұмыстық нүктесі арқылы жүргіземіз, мұндағы 𝛽0 және 𝜔р берілген. Берілген мән М бойынша ЛАЖС орташа жиілікті асимптота шекарасын табамыз. Жанасу жиілігін 𝜔2 ЛАЖС жанасу асимптотасының зонаның жоғарғы шегімен қиылысуы бойынша анықтаймыз. ЛАЖС орташа жиілікті асимптотасын −20 дБ/дек қисықпен түзудің 𝜔3 жанасу жиілігін анықтайтын зонаның төменгі шегімен қиылысқанға дейін қиық түрінде тұрғызамыз. Жүйенің өзгермейтін бөлігінің ЛАЖС ордината осі бойымен типтік ЛАЖС-тің 𝜔1 жиілікке сәйкес нүктеде жанасуына дейін жылжытамыз. Сонымен қатар гармоникалық сигналды елестетудің талап етілген дәлдігін 𝛿𝛿г қамтамасыз ету үшін ЛАЖС пен ҚЛАЖС-тің төмен жиілікті асимптоталарының қиылысу нүктесі Ар жұмыстық нүктеден төмен болмауы қажет. ЛАЖС төмен жиілікті асимптотасын өзгермейтін бөліктің ЛАЖС жоғары жиілікті асимптотасымен жанастырамыз. Жүйенің ЛФЖС тұрғызамыз және орнықтылық қорларын анықтаймыз. а) б) Сурет - Тұйықталмаған жүйенің ҚЛАЖС тұрғызу Тік ЛАФЖС көмегімен ішкі операциялық жүйемен бірге қадағалау жүйесін зерттеу күрделі математикалық аппаратты қоданумен байланысты және ішкі контурды ұмыттыру, операциялық жүйе сипаттамасын таңдау, тұйықталмаған контурдың оның орнықтылық бағасымен сипаттамасын табу, операциялық жүйе қамтылмаған үзбелерді есепке ала отырып барлық жүйенің сипаттамасын анықтау. Кері ЛАФЖС қолдана отырып, ҚЛАФЖС-ты тұрғызуды жеңілдетуге болады, әсіресе бірнеше ішкі контурлармен (мысалы, ток бойынша және кернеу бойынша) қамтылған жүйені. Кері ҚЛАФЖС-ты тұрғызу әдістемесі тік сипаттаманы тұрғызу әдістемесіне ұқсас және типтік ҚЛАЖС таңдауға 2.4-суретте, оның жанасу жиілігін анықтауға және таңдалған ҚЛАЖС-ті жобаланатын жүйенің жиіліктік сапа көрсеткіштері бойынша жиілік осіне байлауға келіп тіреледі. жүктеу/скачать 1,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|