Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Методические указания. Передаточная функция системы W(s) – это отношение изображения по Лапласу сигнала на выходе к изображению по Лапласу сигнала на входе при нулевых начальных






    Передаточная функция системы W (s) – это отношение изображения по Лапласу сигнала на выходе к изображению по Лапласу сигнала на входе при нулевых начальных условиях.

    Чтобы перейти от передаточной функции к дифференциальному уравнению системы, нужно перейти из области изображений по Лапласу во временную область. Из (1) следует

    ;

    .

    Для перехода во временную область воспользуемся формальными правилами:

    .

    Тогда дифференциальное уравнение системы имеет вид:

    . (2)

    Характеристическое уравнение системы определяется знаменателем передаточной функции:

    .

    Корни данного многочлена (нелинейного уравнения) , , можно определить следующими методами:

    - методом половинного деления;

    - методом Ньютона;

    - методом секущих;

    - методом простых итераций.

    Далее передаточная функция системы записывается в форме нулей и полюсов. Затем разлагаем передаточную функцию на сумму простых слагаемых, используем метод неопределенных коэффициентов.

    Полученную СЛАУ решаем одним из следующих методов:

    - методом Гаусса;

    - методом простых итераций.

    В итоге записываем передаточную функцию с учетом найденных коэффициентов.

    Импульсная переходная характеристика w (t) – это процесс изменения сигнала на выходе при подаче на вход δ - функции. Ее можно найти в результате обратного преобразования Лапласа, примененного к каждому слагаемому передаточной функции.

    В соответствии с таблицами соответствия . Проведем преобразование .

    Переходная характеристика h (t) – это процесс изменения сигнала на выходе системы при подаче на вход единичного ступенчатого воздействия. Преобразование по Лапласу l(t) это , следовательно, .

    Переходную характеристику можно также вычислить следующим образом:

    .

    Данный интеграл вычисляется одним из следующих методов:

    - методом трапеций;

    - методом Симпсона.

    Построение асимптотических ЛАХ и ФЧХ.При определении частотных характеристик подразумевается, что на входе и выходе системы сигналы являются гармоническими.

    Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) показывает, как изменяется отношение выходного сигнала к входному в зависимости от частоты. Фазочастотная характеристика (ФЧХ) показывает изменение сдвига фаз между входным и выходным сигналами в зависимости от частоты.

    ЛАЧХ строится в двойных логарифмических шкалах. По одной логарифмической оси откладывается круговая частота w, по другой значение L (w) = 20lg K, выраженное в децибелах. Асимптотическая ЛАЧХ состоит из отрезков прямых линий с наклонами кратными 20 дБ/дек.

    Кроме входных и выходных переменных при описании систем выделяют переменные x, связанные с внутренней структурой устройства, – переменные состояния. Тогда систему можно описать с помощью уравнений состояния.

    Нормальная форма уравнений состояния имеет вид:

    . (3)

    Здесь А – квадратная матрица определенного вида, размер которой определяется порядком дифференциального уравнения. Элементы, стоящие над главной диагональю – единицы, элементы нижней строки – коэффициенты левой части дифференциального уравнения, взятые с противоположным знаком. Все остальные элементы – нули. Такая матрица называется матрицей Фробениуса:

    .

    Элементы матриц B и D вычисляются по рекуррентным соотношениям.

    Подставив в (3) рассчитанные матрицы, получим систему дифференциальных уравнений 1-го порядка.

    На основе полученной системы строим схему модели, например:

    Запишем уравнения состояния в канонической форме. Для этого введем новую переменную состояния q, которая связана с переменной состояния x следующим образом: х = М q. М – это модальная матрица, которая имеет вид:

    ,

    где - характеристические числа матрицы Фробениуса.

    При подстановке q вместо x в нормальную форму уравнений состояния (3) получим уравнения состояния системы в канонической форме:

    Здесь:

    ;

    ;

    ;

    .

    Подставив найденные значения матриц в (4), получим систему дифференциальных уравнений 1-го порядка относительно q.

    На основе полученной системы строим схему модели, например:

    Найдем решение y (t) для системы уравнений в нормальной форме, если заданы начальные условия.

    Решение уравнения состояния складывается из двух составляющих x (t) = x 1(t) + x 2 (t) – свободной и вынужденной.

    Свободная составляющая x1 (t) – это общее решение дифференциального уравнения системы с нулевой правой частью. Оно не зависит от внешнего воздействия и характеризует естественное поведение системы.

    Вынужденная составляющая x 2(t) – это частное решение дифференциального уравнения с ненулевой правой частью. Оно зависит от сигнала u (t) и характеризует поведение системы под его воздействием.

    Решение уравнения состояния имеет вид:

    ,

    где - фундаментальная матрица или матрица перехода.

    Она вычисляется по следующей формуле:

    ,

    где - неизвестные коэффициенты.

    Вычислить их можно, решая матричное уравнение:

    .

    Найдем решение уравнений состояния, представленных в канонической форме (4). Каждое из дифференциальных уравнений первого порядка зависит только от одной переменной, и его решение в общем виде имеет вид:

    .

    Проверяем решение нормальных и канонических уравнений.

    Проверим, одинаково ли значение коэффициента усиления: по передаточной функции, переходной характеристике, моделям в пространстве состояний, аналитической записи импульсной переходной характеристики.

    После проверки делаем соответствующие выводы.






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.