Коммерциялық емес



бет8/19
Дата04.02.2023
өлшемі407,47 Kb.
#65115
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19

Дәріс №4. АФЖС және ЛАЖС


Мақсаты: тұйықталған және тұйықталмаған жүйенің амплитуда- фазалық жиіліктік, логарифмдік амплитудалық жиіліктік сипаттамаларын зерттеу.




    1. Тұйықталған және тұйықталмаған жүйелердің АФЖС-ы


4.1 суретте құрылымдық сұлбасы берілген, тұйықталған бурконтурлы жүйені қарастырайық.







    1. сурет –Тұйықталған жүйенің құрылымдық сұлбасы

Тұйықталмаған жүйенің БФ-сы тізбектей қосылған буындардың БФ-на


тең:



W ( p) 
k1k2

k1k2 .

(4.1)


p (T p 1)(T p 1) T T p 2  (T T ) p  1
1 2 1 2 1 2
Оңайлық үшін, к1 = к2 = к мен Т1 = Т2 = Т тең болғандағы жеке жағдайды қарастырайық. Сол кезде (4.1) мына түрге келеді:
k 2
Wp ( p) T 2 p2  2Tp  1.
(4.2)

Жүйенің жиіліктік сипаттамасын құру үшін (4.2) формуласында р операторының орнына (р = ) қою керек:



k 2 [(1  T 22 )  j2T]
2 1  T 22
2T

Wp ( j) [(1  T 22 )  j2T T 22 )  j2T] k (1  T 22 )2 j (1  T 22 )2 .
(4.3)

] [(1

Берілген жағдайда БФ-ның комплексті шамасы алгебралық түрде кӛрсетілген, яғни нақты және жорамал бӛліктерден тұрады Wp (jω) = X(ω) + jY(ω).


Кӛрсетілім түрде кешенді айнымалы келесі түрде болады:


Wp (jω) = A(ω) e , (4.4)


мұндағы А(ω) – БФ амплитудасы;
φ – кешенді жазықтықтың нақты осьімен БФ векторының арасындағы бұрыш.

Онда (4.3) формуласын келесідей кӛрсетсе болады:





A() 

k 2


1
1  T 22 ;
()  arctg
2T.
1  T 22
(4.5)

АФЖС-ны құру ұшін жиілікті тұйықталмаған жүйенің кез келген (4.3) немесе (4.5) БФ ӛрнегінен 0-ден ∞-ке дейін ӛзгерту керек.


Басында АФЖС қиысығын құру үшін ω = 0 және ω = кезіндегі екі шеткі нүктесін табады. Сонда (4.3) формуласын қолдана, алатынымыз:

  1. ω = 0 х (ω) = к2 кезінде; у(ω) = 0 – нүкте кешенді жазықтықтың нақты осьінде жатады.

  2. ω = ∞ х (ω) = 0 кезінде; у(ω) = 0.

Егер (4.5) кӛрсеткіш формуласын қолдансақ, онда:

  1. ω = 0 А (ω) = к2 кезінде; φ(ω) = 0 – нүкте кешенді жазықтықтың нақты осьінде жатады

1) ω = ∞ А (ω) = 0; φ(ω) = 0.

Енді АФЖС қиысығының тек У кешенді жазықтығымен қиылысу нүктелерін анықтау қажет, үйткені нақты осьпен қиылысқандағы ω = 0 кезіндегі х (ω) координаталық функцияны анықтап қойғанбыз. Ол үшін х (ω)- ді нӛлге теңестіріп ω0 жиілікті табамыз, одан соң оны (4.3) формуласының у(ω) жорамал бӛлігіне қоямыз:


х (ω) = 0; 1 – Т2ω2 = 0. (4.6)



сонда ω0 = 1/Т – жиілік кезіндегі, нақты бӛлік х (ω) = 0 болады.



    1. сурет – Тұйықталмаған жүйе АФЖС-ы

Алынған жиілікті (4.3) формуласының жорамал бӛлігіне қойып АФЖС қиысығымен у0) = - 0,5 жорамал осьпен қиылысу координаталарын аламыз. Осы нүктелер арқылы шамамен АФЖС-ның қисығын кӛрсетуге болады. Нақтырақ қисығын ω= 0 –тен ω0-ге дейінгі аралығында құрады.


Тұйықталған жүйе БФ-сы (4,1 сурет) мынааған тең:


Wp ( p) k 2

W3 ( p)  1 W
p

( p)Woc
 .
( p) T 2 p2  2Tp  1  k 2k
oc

(4.7)





    1. сурет – Тұйықталған жүйе АФЖС-ы Тұйықталған жүйе сипаттама теңдеуі мынаған тең:

Т2р2 + 2Тр + 1 + к2 кос = 0. (4.8)
р = –ны сипаттама полиномына қойып, келесіні аламыз
2ω2 + j 2Tω + 1+ k2koc = X(ω) + jY(ω) = (1+ k2koc - Т2ω2) + j 2Tω, (4.9) мұндағы X(ω) = 1+ k2koc - Т2ω2 – полином векторының нақты бӛлігі;
jY(ω) = 2Tω –полином векторының жорамал бӛлігі.

АФЖС қисығының құрылуы: ω жиілікті 0-ден ∞-ке дейін ӛлшей отырып кешенді жазықтықта координата нүктелерін табады.



Екі шеткі жиіліктер кезіндегі координаталарды табамыз: 1) ω = 0 кезінде Х(0) = 1+ k2koc , У(0) = 0.
2) ω = ∞ кезінде Х(∞) = - ∞; У(∞) = ∞.
Қисықтың жорамал осьпен қиылысуы болатын ω0 жиілік, Х(ω) = 0 болған кезде табылады:

1+ k2 koc
- Т2ω2 = 0,
0 T .
(4.10)

Табылған ω0 жиілікті У(ω) жорамал бӛлікке қоя отырып, АФЖС қиысығының кешенді жазықтықтың жорамал осьімен қиылысу координаталарын аламыз:


oc


Y (0 )  2
1  k 2k .
(4.11)



4.2 Жүйенің логарифмдік жиіліктік сипаттамалары


Амплитудалы-фазалық жиілік келесідей болады:




W ( j)  A() exp j(). (4.12)

Оң және сол жағын логарифмдеп табамыз:


lnW ( j)  ln A()  j (). (4.13)




lnA(ω) және φ(ω) ӛрнектері логарифмдік-амплитудалық (ЛАС) және логарифмдік фазалық сипаттамаларына (ЛФС) сәйкес.
Екі шамалардың байланысын бағалау үшін логарифмдік бірлік децибелді (дБ) пайдалану шешімі қабылданған. L және А арасындағы байланыс мына формуламен берілген:
L = 20lgA. (4.14)

Тұйықталмаған жүйелер БФ-сф тең:






W ( p)  Wi ( p).
i1
(4.15)


онда
Егерде модульдар мен аргументтерде кӛрсетсек, яғни кӛрсеткіш түрде



n



A()  Ai (),
i 1

()  i ()
i 1

Немесе логарифмде:

n n

L()  Li ()  20lg Ai (),
(4.16)

i 1 i 1

мұндағы L(ω) – жүйенің логарифмдік жиіліктік сипаттамасы.


Бұл ӛрнектен ЛАЖС-ны құрудың келесі ережесі пайда болады: бӛлек буындар ЛЖС-ы құрады содан кейін ғана оларды сызба түрінде қосады.


Мысалға: тұйықталмаған жүйе БФ-сы берілсін





W ( p) 
100( p 1) .
p(10 p 1)(0,01p2  0,1p 1)

р = jω-ты орнына қойып, және (4.16) ӛрнегін қолдана,тұйықталмаған жүйе ЛАЖС-ы келесіге тең болады:





L()  40  20lg  20lg

  • 20lg

 20
(1 0,01)2  (0,1)2 .

Асимптотикалық ЛАЖС 4 асимптоттан тұрады. ω1 = 1/10 = 0,1; ω2 = 1; ω3 = 1/0,1 = 10 сияқты түйісетін жиіліктер анықталады.




4.4 сурет – Тұйықталмаған жүйе ЛАЖС


Түйісу жиілігінен тӛмен жиіліктер кезінде, түбір астында тек бірліктерді қалдырады.


Сондықтан ω<ω1 кезінде L(ω) ≈ 40 – 20lg, ω – бірінші асимптота теңдеуі
Бірінші асимптотаны кординаталары ω1 = 0,1 және L(ω) = 60 дБ бұрылуы -20 дБ/дек тең нүктесі арқылы ω1 бірінші түйісу жиілігіне дейін жүргізеді:
L(ω1) = 40 20lg0,1 = 40 + 20 = 60 дБ.

Екінші асимптотаны бірінші түйісудің соңынан ω2 екінші түйісу жиілігіне дейін жүргізеді. Оның бұрылуы форсируші, апериодтық немесе тербелмелі буындардың ω1 түйісу жиілігі болуына байланысты анықталады, яғни +20, -20 немесе 40 дБ/дек. Берілген жағдайда ω1 – апредиодтық буынның түйісу жиілігі, бұрылуы 20 дБ/дек болады.
Екінші асимптота ω1 ≤ ω<ω2 кезінде келесідей болады:
L(ω) ≈ 40 – 20lgω – 20lg10ω=40 – 20lgω – 20lg10 – 20lgω = 20 – 40lgω. Ары қарай екіншіге тұтас үшінші асимптота үшін теңдеу алады.
Үшінші асимптотаны екінші түйісудің соңынан ω3 үшінші түйісу жиілігіне дейін жүргізеді, оның бұрылуы +20 дБ тең болады - ω2 кезіндегі форсилеуші буын.
Үшінші асимптота ω2 ≤ ω<ω3 кезінде келесідей болады


L(ω) 20 – 40lg ω + 20lg ω = 20 - 20lg ω.

Тӛртінші асимптотаны бұрылуы – 40 дБ-ға тең ω3 үшінші түйісу жиілігі соңынан жүргізеді - ω3 кезіндегі тербелмелі буын.


Үшінші асимптота теңдеуі ω ≥ ω3 кезінде келесідей болады:
L(ω) ≈ 20 – 20lg ω - 40lg 0,1ω = 20 - 20lg ω - 40lg 0,1 - 40lg ω = 60 - 60lg ω. Тұйықталмаған жүйе ЛАЖС-сы 4,4 -суретте келтірілген түрге келеді. 5 Дәріс №5. Тұрақтылықтың алгебралық критерилері
Мақсаты: сызықты жүйелердің тұрақтылығының шарттарын, Раус және Гурвицтың тұрақтылық критерилерін зерттеу.




Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   19




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет