Педагогика

Социология

Компьютерные сети

Историческая личность

Международные экономические и валютно-кредитные отношения

Экономическая теория, политэкономия, макроэкономика

Музыка

Гражданское право

Криминалистика и криминология

Биология

Бухгалтерский учет

История

Правоохранительные органы

География, Экономическая география

Менеджмент (Теория управления и организации)

Психология, Общение, Человек

Философия

Литература, Лингвистика

Культурология

Политология, Политистория

Химия

Микроэкономика, экономика предприятия, предпринимательство

Право

Конституционное (государственное) право зарубежных стран

Медицина

Финансовое право

Страховое право

Программирование, Базы данных

История государства и права зарубежных стран

История отечественного государства и права

Трудовое право

Технология

Математика

Уголовное право

Транспорт

Радиоэлектроника

Теория государства и права

Экономика и Финансы

Экономико-математическое моделирование

Международное право

Физкультура и Спорт

Компьютеры и периферийные устройства

Техника

Материаловедение

Программное обеспечение

Налоговое право

Маркетинг, товароведение, реклама

Охрана природы, Экология, Природопользование

Банковское дело и кредитование

Биржевое дело

Здоровье

Административное право

Сельское хозяйство

Геодезия, геология

Хозяйственное право

Физика

Международное частное право

История экономических учений

Экскурсии и туризм

Религия

Искусство

Экологическое право

Разное

Уголовное и уголовно-исполнительное право

Астрономия

Военная кафедра

Геодезия

Конституционное (государственное) право России

Таможенное право

Нероссийское законодательство

Ветеринария

Металлургия

Государственное регулирование, Таможня, Налоги

Гражданское процессуальное право

Архитектура

Геология

Уголовный процесс

Теория систем управления

Дифференцированные уравнения

Дифференцированные уравнения

Коэффициент передачи показывает отношение выходной величины звена к входной в установившемся режиме, т.е. определяет собой наклон линейной статической характеристики звена.

Размерности коэффициентов передачи определяются как размерность k = размерность y(t) : размерность g(t) размерность k1 = размерность y(t) : размерность g(t) (?) Постоянными времени T 1 ,...,T n имеют размерность времени.

Вторая форма записи . Считая условно оператор дифференцирования p= алгебраической величиной, произведем замену в уравнении (1): = = (2) 2.2. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ЗВЕНА Решим уравнение (2) относительно выходной величины y(t): y(t)= = =W 1 (s)+W 2 (s)+...+W n (s) Здесь W 1 (s),W 2 (s),...,W n (s) - передаточные функции. При записи уравнений с изображениями выходной и входной величин по Лапласу передаточные функции сливаются в одну. 2.3. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНА Динамические свойства звена могут быть определены по его переходной функции и функции веса.

Переходная функция h(t) представляет собой переходный процесс на выходе из звена, возникающий при подаче на его вход единичного ступенчатого воздействия - скачкообразного воздействия со скачком, равной единице.

Функция веса w(t) представляет собой реакцию на единичную импульсную функцию. Она может быть получена дифференцированием по времени переходной функции: w(t)= 2.4.ЧАСТОТНАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Важнейшей характкристикой динамического звена является его частотная передаточная функция. Ее можно получить с помощью передаточной фкнкции, заменив линейный оператор s на комплексный j w . Так как передаточная функция есть отношение изображения по Лапласу выходной величины к входной, то при переходе от изображения Лапласа к изображению Фурье, мы получим, что частотная передаточная функция является изображением Фурье функции веса, то есть имеет место интегральное преобразование W(j)= Частотная передаточная функция может быть представлена в следующем виде: W(j w )=U( w )+jV( w ) где U( w ) и V( w ) - вещественная и мнимая части. W(j w )=A( w ) где A( w ) - модуль частотной передаточной функции, равный отношению амплитуде выходнгой величины к амплитуде входной, j ( w ) - аргументчастотной передаточной функции, равный сдвигу фаз выходной величины по отношению к входной. Для наглядного представления частотных свойств звена используются так называемые частотные характеристики.

Амплитудная частотная характеристика (АЧХ) показывает, как пропускает звено сигнал различой частоты.

Оценка пропускания делается по отношению амплитуд выходной и входной величин. То есть АЧХ - это модуль частотной передаточной функции: A( w )= ½ W(j w ) ½ АЧХ строят для всео диапазона частот - w + , т.к. модуль частотной передаточной функции представляет собой четную функцию частоты.

Другой важной характеристикой является фазовая частотная характеристика (ФЧХ), которая находится как аргумент частотной передаточной функции: j ( w ) =argW(j w ) 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ 4.1. ПОЗИЦИОННЫЕ ЗВЕНЬЯ Позиционные звенья - это такие звенья , в которых выходная и входная величины в установившемся режиме связаны линейной зависимостью y(t)=kg(t).Соответственно, переходная функция будет иметь вид W(s)=k 4.1.1.ИДЕАЛЬНОЕ УСИЛИТЕЛЬНОЕ ( БЕЗЫНЕРЦИОННОЕ ) ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a o y(t)=b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a o =2 b o =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a o : y(t)= y(t)=kg(t) (2), где k= Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для идеального звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: Y(s)=kG(s) W(s)=k (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1. Тогда h(t)=k1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции: w(t)= d (t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи и временные характеристики: k=2 h(t)=2 1(t) w(t)=2 d (t) Переходная функция представляет собой ступенчатую функцию с шагом k=2, а функция веса - импульсную функцию, площадь которой равна k=2. 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)=k W(j w )=k (7) W(j w )=U( w )+jV( w ) U( w )=k V( w )=0 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )=k (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=0 (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lgk 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. k=2 A( w )=2 j ( w )=0 L( w )=20lg2 U( w )=2 V( w )=0 Вывод: Примером рассмотренного звена может являться механический редуктор, делитель напряжения, индукционные датчики и т.д. Но беэынерционное звено является некоторой идеализацией реальных звеньев. В действительности ни одно звено не может равномерно пропускать все частоты от нуля до бесконечности.

Обычно к такому виду сводится одно из реальных звеньев , рассмотренных ниже , если можно пренебречь влиянием динамических процессов. 4.1.2. УСИЛИТЕЛЬНОЕ ЗВЕНО С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a o y(t)=b o g(tt ) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a o =2 b o =4 t =0,1с Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a o : y(t)= t ) y(t)=kg(tt ) (2), где k= Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= y(t)=kg(tt ) (3) 2. Получим передаточную функцию для идеального звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) g(tt )=G(s)e - t s По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: Y(s)=kG(s) e - t s W(s)= ke - t s (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. ПО определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1.Тогда h(t)=y(t)=k g(tt )=k1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции: w(t)= d (tt ) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи и временные характеристики: k=2 h(t)=2 1(tt ) w(t)=2 d (tt ) Переходная функция представляет собой ступенчатую функцию с шагом k=2 и запаздыванием на t =0,1с, а функция веса - импульсную функцию с таким же запаздыванием, площадь которой равна k=2. 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)=k e - t s W(j w )=k e -j w t =k(cos t w -jsin t w ) (7) W(j w )=U( w )+jV( w ) U( w )=k cos t w V( w )=-ksin t w 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )=k (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )= t w (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lgk 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. k=2 A( w )=2 j ( w )=0,1 w L( w )=20lg2 U( w )=2cos0,1 w V( w )=-2sin0,1 w Вывод: 4.1.3. УСТОЙЧИВОЕ АПЕРИОДИЧЕСКОЕ ЗВЕНО 1-го ПОРЯДКА 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 1 a o y(t) =b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 1 =1,24 a o =2 b o =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на ao: T 1 (2), где k= T 1 = Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: (T 1 p+1)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для апериодического звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: T 1 sY(s)+Y(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Переходя к оригиналу, получим h(t)=k 1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции w(t)= или из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1 W(s)= Переходя к оригиналу, получим w(t)= e 1(t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: k=2 T 1 =0.62 h(t)=2 1(t) w(t)=3.2e 1(t) Переходная функция представляет собой экспоненту.

Множитель 1(t) указывает ,что экспонента рассматривается только для положительного времени t>0. Функция веса - также экспонента, но со скачком в точке t=0 на величину 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) W(j w )=U( w )+jV( w )= U( w )= V( w )= 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции,т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=arctgk - arctg j ( w )=-arctgT 1 (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. k=2 T 1 =0.62 A( w )= j ( w )=arctg0.62 w L( w )=20lg U( w )= V( w )= 4.1.4. НЕУСТОЙЧИВОЕ АПЕРИОДИЧЕСКОЕ ЗВЕНО 1-го ПОРЯДКА 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 1 a o y(t) =b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 1 =1,24 a o =2 b o =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на ao: T (2), где k= T= Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: (T p-1)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для апериодического звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t) = Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: T sY(s)-Y(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Переходя к оригиналу, получим h(t)=k 1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции w(t)= или из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1 W(s)= Переходя к оригиналу, получим w(t)= e 1(t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: k=2 T =0.62 h(t)=2 1(t) w(t)=3.2e 1(t) Переходная функция представляет собой экспоненту.

Множитель 1(t) указывает ,что экспонента рассматривается только для положительного времени t>0. Функция веса - также экспонента, но со скачком в точке t=0 на величину 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) W(j w )= w )+jV( w ) U( w )= V( w )= 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=arctgk - arctg j ( w )=-arctg(-T w ) (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. k=2 T =0.62 A( w )= j ( w )=-arctg(-0.62 w ) L( w )=20lg U( w )= V( w )= 4.1.5. АПЕРИОДИЧЕСКОЕ ЗВЕНО 2-го ПОРЯДКА 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 2 1 a o y(t) =b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 2 =0,588 a 1 =50,4 a o =120 b o =312 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на ao: 1 (2), где k= T 1 = 2 2 = Если корни характеристического уравнения для дифференциального уравнения 2-го порядка вещественны (это выполняется при T 1 >2T 2 ), то оно является апериодическим 2-го порядка.

Проверим это для нашего уравнения: T 1 =0,42 2T 2 =0,14 0,42>014, следовательно, данное уравнение - апериодическое.

Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: ( 2 +T 1 p+1)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для колебательного звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t) = Y(s) 2 Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: s 2 Y(s)+T 1 sY(s)+Y(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) , где T 3,4 = Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим H(s)= = Переходя к оригиналу, получим h(t)=k 1(t) = =k 1(t) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции w(t)= или из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1= Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим w(s)= = Переходя к оригиналу, получим w(t)= = (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) Выделим вещественную и мнимую части : W(j w ) = U( w )= V( w )= 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=................ j ( w )=............... (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=................... 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. 4.1.6. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ (УСТОЙЧИВОЕ) ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 2 1 a o y(t) =b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 2 =0,588 a 1 =0,504 a o =12 b o =31,20 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на ao: 1 (2), где k= T 1 = 2 2 = Если корни характеристического уравнения для дифференциального уравнения 2-го порядка комплексные (это выполняется при T 1 2 ), то оно является колебательным.

Проверим это для нашего уравнения: T 1 =0,042 2T 2 =0,14 0,042 Представим данное уравнение в следующем виде: пусть T 2 =T, Тогда уравнение (2): Здесь T - постоянная времени, x - декремент затухания (0 x Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: ( 2 +2 x Tp+1)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для колебательного звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t) = Y(s) 2 Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: s 2 Y(s)+2 x T sY(s)+Y(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим H(s)= = Заменим в этом выражении H(s)= = Переходя к оригиналу, получим h(t)=k = =k 1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции w(t)= или из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1= = Переходя к оригиналу, получим w(t)= (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) Выделим вещественную и мнимую части : W(j w )= U( w )= V( w ) 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=argk - arg(2 x Tj w - T 2 w 2 +1)= - arctg j ( w )= - arctg (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. 4.1.6. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ (НЕУСТОЙЧИВОЕ) ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 2 1 a o y(t) =b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 2 =0,588 a 1 =0,504 a o =12 b o =31,20 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на ao: 1 (2), где k= T 1 = 2 2 = Если корни характеристического уравнения для дифференциального уравнения 2-го порядка комплексные (это выполняется при T 1 2 ), то оно является колебательным.

Проверим это для нашего уравнения: T 1 =0,042 2T 2 =0,14 0,042 Представим данное уравнение в следующем виде: пусть T 2 =T, Тогда уравнение (2): Здесь T - постоянная времени, x - декремент затухания (0 x Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: ( 2 - 2 x Tp+1)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для колебательного звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t) = Y(s) 2 Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: s 2 Y(s) - 2 x T sY(s)+Y(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим H(s)= = Заменим в этом выражении H(s)= = Переходя к оригиналу, получим h(t)=k = =k 1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции w(t)= или из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1= = Переходя к оригиналу, получим w(t)= (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) Выделим вещественную и мнимую части : W(j w )= U( w )= V( w ) 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=argk - arg(1 - 2 x Tj w - T 2 w 2 )= - arctg j ( w )= - arctg (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. 4.1.5. КОЛЕБАТЕЛЬНОЕ КОНСЕРВАТИВНОЕ ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 2 a o y(t) =b o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 2 =0,0588 a o =12 b o =31,20 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на ao: (2), где k= T 2 = Это уравнение является частным случаем колебательного уравнения при x =0. Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: (T 2 p 2 +1)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для колебательного звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t) = Y(s) 2 Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: T 2 s 2 Y(s)+Y(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим H(s)= Заменим H(s)= Переходя к оригиналу, получим h(t)=k 1(t) (5) Функцию веса можно получить из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1= Переходя к оригиналу, получим w(t)= k w 0 sin w 0 t 1(t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) U( w )= V( w )=0 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=argk - arg(1-T 2 w 2 )=0 (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg (10) 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные значения. 4.2. ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЗВЕНЬЯ 4.2.1. ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ ИДЕАЛЬНОЕ ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 1 o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 1 =1,24 b o =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a 1 : (2), где k= Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: py(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для данного звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: sY(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Переходя к оригиналу, получим h(t)=kt 1(t) (5) Функцию веса можно получить дифференцированием переходной функции w(t)= w(t)= 1(t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) W(j w )= U( w )=0 V( w )= 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции,т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=argk - argj w j ( w )= - arctg w (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg 7. Построим графики частотных характеристик.Для этого сначала получим их численные значения. 4.2.2. ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ ИНЕРЦИОННОЕ ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 1 o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 2 =0,0588 a 1 =0,504 b o =31,20 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a 1 : T (2), где k= T= Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: (Tp 2 +p)y(t)=kg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для апериодического звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) 2 Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: Ts 2 Y(s)+sY(s)=kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим H(s)= Переходя к оригиналу, получим h(t)= - kT 1(t)+kt 1(t)+kT 1(t)= = (5) Функцию веса можно получить из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1= Разложив на элементарные дроби правую часть этого выражения, получим w(s)= Переходя к оригиналу, получим w(t)=k 1(t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) W(j w ) U( w )= V( w )= 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции,т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )= (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=argk - argj w - arg j ( w )= - arctg w - arctgT w (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg 7. Построим графики частотных характеристик.Для этого сначала получим их численные значения. 4.2.3. ИЗОДРОМНОЕ ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 1 1 o g(t) (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 1 =1,24 b o =4 b 1 =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a 1 : 1 (2), где k 1 = Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: py(t)=(k 1 p+k)g(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для апериодического звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: sY(s)=k 1 sG(s)+kG(s) W(s)= (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса. По определению аналитическим выражением переходной функции является решение уравнения (2) при нулевых начальных условиях, т.е. g(t)=1 или по преобразованиями Лапласа h(t)=H(s) H(s)=W(s) = Переходя к оригиналу, получим h(t)= 1(t) (5) Функцию веса можно получить из преобразований Лапласа w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1 W(s)= Переходя к оригиналу, получим w(t)= k 1 d (t)+k 1(t) (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи, постоянные времени и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)= W(j w )= (7) U( w )=k 1 V( w )= 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции,т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )=............(8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=............ j ( w )=............ (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lg........ 7. Построим графики частотных характеристик.Для этого сначала получим их численные значения. 4.3.1.ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ ИДЕАЛЬНОЕ ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a o y(t)=b 1 (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a o =2 b 1 =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a o : y(t)= y(t)=k (2), где k= Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: y(t)=kpg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для идеального звена.

Воспользуемся преобразованиями Лапласа: y(t)=Y(s) g(t)=G(s) По определению передаточная функция находится как отношение выходного сигнала к входному. Тогда уравнение (2) будет иметь вид: Y(s)=ksG(s) W(s)=ks (4) 3. Найдем выражения для переходной функции и функции веса из преобразлваний Лапласа,т.е. h(t)=H(s) H(s)=W(s) Переходя к оригиналу, получим h(t)=k d (t) (5) Функцию веса можно получить по преобразованию Лапласа из передаточной функции: w(t)=w(s) w(s)=W(s) 1=ks Переходя к оригиналу, получим w(t)=k (6) 4. Построим графики переходной функции и функции веса.

Подставляя исходные данные, вычислим коэффициент передачи и временные характеристики: 5. Получим частотную передаточную функцию, заменив в передаточной функции (4) s на j w : W(s)=ks W(j w )=jk w (7) W(j w )=U( w )+jV( w ) U( w )=0 V( w )=k w 6. Получим аналитические выражения для частотных характеристик. По определению амплитудная частотная характеристика (АЧХ) - это модуль частотной передаточной функции, т.е. A( w )= ½ W(j w ) ½ A( w )=k ½ w ½ (8) Фазовая частотная характеристика (ФЧХ) - это аргумент частотной передаточной функции, т.е. j ( w )=argW(j w ) j ( w )=arctgk w (9) Для построения логарифмических частотных характеристик вычислим L( w )=20lg A( w ) L( w )=20lgk ½ w ½ 7. Построим графики частотных характеристик. Для этого сначала получим их численные выражения. 4.3.2.ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕЕ РЕАЛЬНОЕ ЗВЕНО 1. Данное звено описывается следующим уравнением: a 1 a o y(t) =b 1 (1) Коэффициенты имеют следующие значения: a 1 =1,24 a o =2 b 1 =4 Запишем это уравнение в стандартной форме. Для этого разделим (1) на a 1 : T (2), где k= T 1 = Запишем исходное уравнение в операторной форме, используя подстановку p= .Получим: (Tp+1)y(t)=kpg(t) (3) 2. Получим передаточную функцию для апериодического звена.

Подобные работы

Интегрирование линейных неоднородных уравнений второго порядка с постоянными коэффициентами. Вынужденные колебания материальной точки

echo "Математическое исследование самых разнообразных явлений, происходящих в природе, часто приводит к решению таких уравнений, поскольку сами законы, которым подчиняется то или иное явление, записыв

Математическое моделирование прыжка с трамплина

echo "Нельзя не заметить и то, что состязания прыгунов представляют смертельную угрозу для новичка. Кроме того, прыжки на лыжах с трамплина связаны не только с силой мускулов, реакцией и удачей, но и

Дискретная математика: "Графы"

echo "Поиски неизвестно какой книги занимают много времени, поэтому в конце я привел небольшой список литературы, составленный мной из различных источников в дополнение к списку, написанному ранее в р

Дифференцированные уравнения

echo "Коэффициент передачи показывает отношение выходной величины звена к входной в установившемся режиме, т.е. определяет собой наклон линейной статической характеристики звена. Размерности коэффици

Статистика

echo "Изучение дисциплины ведется на основе использования законодательных и инструктивных материалов по вопросам статистики, а также материалов, публикуемых в печати по вопросам экономической реформы.

Средние величины в статистике

echo "Средними величинами характеризуются качественные показатели коммерческой деятельности: издержки обращения, прибыль, рентабельность и др. Правильное понимания сущности средней определяет ее особ