- •Основы теории автоматического управления
- •2013 Г.
- •Предисловие
- •Преобразование Лапласа
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Структурные схемы систем автоматического управления
- •Задание для самостоятельного решения.
- •Временные функции сау.
- •Задание для самостоятельного решения.
- •Частотные функции и характеристики
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Построение логарифмических частотных характеристик.
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Построение корневых годографов.
- •Задания для самостоятельного решения.
- •Алгебраические критерии устойчивости
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Частотный критерий устойчивости Найквиста-Михайлова
- •Задачи для самостоятельного решения.
- •Библиографический список
- •Оглавление
Задание для самостоятельного решения.
Найти импульсные и переходные функции.
Частотные функции и характеристики
Важную роль при исследовании линейных стационарных систем играют частотные характеристики. Они представляют собой еще один способ описания систем.
В общем случае уравнение линейной системы с одним входом можно записать в виде
Ее передаточная функция
,
Функцию , которая получается из передаточной функции в изображении Лапласа при подстановке
называют частотной передаточной функцией. Она является комплекснозначной функцией от действительной переменной ω, называемой частотой.
Частотную передаточную функцию можно представить в виде
W(jω) = U(ω)+jV(ω) = A(ω)ejφ(ω)
где ,,
φ(ω) = arg W(jω) = arctg.
На комплексной плоскости частотная передаточная функция W(jω) определяет вектор ОС (рис. 1), длина которого равна А(ω), а аргумент равен углу φ(ω), образованному этим вектором с положительной действительной полуосью.
Рис. 1.
Годограф этого вектора, т. е. кривую, описываемую концом вектора W(jω) при изменении частоты от 0 до ∞ или от –∞ до +∞, называют амплитудно-фазовой частотной характеристикой (АФЧХ). АФЧХ, получаемую при изменении частоты от -∞ до ∞, также называют диаграммой Найквиста. Модуль А(ω) = |W(jω)| называют амплитудной частотной функцией, ее график — амплитудной частотной характеристикой.
Аргумент φ(ω) = argW(jω) называют фазовой частотной функцией, а его график (при изменении ω; от 0 до ∞) — фазовой частотной характеристикой.
Частотную передаточную функцию W(jω) называют также амплитудно-фазовой частотной функцией. Ее действительную U(ω) = =ReW(jω) и мнимую V(ω) = ImW(jω) части называют соответственно вещественной и мнимой частотными функциями, а их графики — кривые зависимостей U=U(ω) и V=V(ω) называют соответственно вещественной и мнимой частотными характеристиками.
Пример. Построить АФХ по заданной передаточной функции.
, K = 4; T1 = 0,5; T2 = 0,2; T3 = 0,05.
Заменяем на, получим амплитудно-фазовую функцию
Домножим числитель и знаменатель на величины, комплексно-сопряженные знаменателю, представим в виде совокупности вещественной и мнимой функций.