Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Колебательное звено






     

    Звено описывается дифференциальным уравнением второго порядка

    При этом корни характеристического уравнения

    должны быть комплексными

    , т.к. ,

    где , .

    1) Левая часть уравнения может быть представлена в следующем виде

    ,

    где Т = Т2, 2ξ Т = Т1 < 1, т.к. , Т1 < 2Т2.

    Тогда ,

    ξ – коэффициент затухания (0 ≤ ξ ≤ 1).

     

    2) Второй вариант уравнения колебательного звена.

    Поделим уравнение на Т2:

    .

    Обозначим , тогда и ПФ будет равна

    - в радиотехнике и электротехнике,

    где - собственная частота колебаний.

    Примеры:

    1)

     
     

     


    Условие колебательности: или

    4(LC) > (RC2) → 4L > R2C →

     

    2)

     

    3) Колебательным звеном иногда приближенно представляется замкнутый контур регулирования. Он обычно имеет частотную характеристику следующего вида

     
     

     


    Замечание. Колебательное звено может быть выражено через коэффициенты α и β сопряженных корней.

     

    или

    Отсюда

    .

    Временные характеристики:

     

    Переходная характеристика имеет следующий вид:

     

     

           
       
     
     

     


    По экспериментальной характеристике h(t) можно найти параметры колебательного звена:

    1) K = hуст.(∞), при x = 1(t), при .

    2) , – из уравнения.

    Согласно решения h(t) величина β является частотой колебаний. Из графика имеем:

    , где τ – период колебаний.

    α – характеризует степень затухания.

    Его тоже можно найти из графика h(t):

    , при а1 = а2, т.е. периодические колебания.

     

    Частотные характеристики:

     

    - высота пика зависит от ξ;

    - резонансная частота тоже зависит от ξ и от ω 0.

    Доказательство: Знаменатель А(ω) имеет максимум. Поэтому возьмем от него первую производную по ω и приравняем нулю:

    ; →

    Отсюда видно, что резонанс возникает при или при .

    Теперь

    ;

    очевидно при .

    Т.е. этой формуле всегда нужно брать .

    ЛАЧХ, ФЧХ колебательного звена были построены ранее в виде асимптотической ЛАЧХ.

     
     

     

     


    Замечание: Здесь ω р не совпадает с ω 0; т.к. , т.е. ω р < ω 0. совпадение произойдет при ξ = 0, но это идеализация, т.к. резонанс = ∞.

    Асимптотическая ЛАЧХ имеет допустимую погрешность при 0, 4 < ξ < 0, 7:

    - это выброс на резонансной частоте, а ранее ∆ определялись при .

    Отсюда видно, что min достигается при вполне определенном значении ξ.

     

    Пример:

    Определим это значение из условия ∆ = 0, отсюда

    .

    Вывод: Асимптотическая ЛАЧХ наилучшее приближение имеет при .

    Примечание: Если ξ ≥ 1, то колебательное звено трансформируется в апериодическое звено 2-го порядка.

     
     


    , . Но это уже не типовое звено.

     

     

     
     
    , T3 > T4 Т.е. из графика h(t) можно определить T4 и T3. (даже с проверкой, т.к. 3 соотношения)

     

     


     

    Еще одним частным случаем является ξ = 0 или Т1 = 0. в результате резонанс = ∞. Такое звено называется консервативным. На практике ТАУ их нет.

     

     

    ω р = ω 0, φ (ω) = - π → (-180˚)

     

    Переходная характеристика h(t) – незатухающие гармонические колебания (синус.)

     

     






    © 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.