Файл: Гришин Е.П. Основы теории дискретных систем с цифровыми управляющими машинами [учебное пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 75
Скачиваний: 0
паздыванием необходимо обращать внимание на те соотно
шения между величинами 6 |
и |
Т , при которых справедли |
|
вы формулы (2.35) и (2 .36), |
|
||
При исследовании замкнутых импульсных систем часто |
|||
представляет |
интерес выяснить характер изменения во вре |
||
мени сигнала |
ошибки £ (tj |
f |
поскольку ошибка характери |
зует качество работы системы. Формула (2.37) представ ляет собою выражение передаточной функции пч ошибке только для дискретных моменте времени. Желательно было бы получить выражение для передаточной функции по ошиб ке, которая позволяла бы определять зависимость S(t) для любого момента времени. Применяя к выражению (2.16)
операцию Z^ - |
преобразования, |
получим |
|
Е (& ,& )= G(а.,С)~ X (* ,£ )= |
G(st,G)- |
|
|
- |
|
&(*). |
(2.40) |
Анализируя |
полученное выражение, можно заключить, ' |
||
что изображение |
ошибки Е(2,б) зависит от изменения |
входного сигнала g.(t) вовремени|на это указывает нали чие члена G(3L,G) в правой части (2 .4 0 ). Следователь
но, понятие передаточной функции замкнутой импульсной системы в виде
Е М
(2.41)
& (г )
не может быть введено. Поэтому при изучении замкнутых импульсных систем приходится ограничиваться рассмотре
58
нием передаточной функции |
только для дискрет |
|||
ных моментов времени. |
|
|
||
В заключение укажем порядок расчета для |
нахожде |
|||
ния сигнала на |
выходе и сигнала ошибки в замкнутой им |
|||
пульсной системе |
при известном сигнале на ее |
входе: |
||
- |
определяем передаточную функцию разомкнутой им |
|||
пульсной системы |
V / З Д |
согласно методике, |
изложенной |
|
в § I |
настоящей |
главы; |
|
|
- если в импульсной системе имеется запаздывание, то следует найти выражение для передаточной функции разомкнутой импульсной системы с запаздыванием ч м
используя формулы (2.33) и (2 .34);
- |
определяем передаточную функцию замкнутой им |
|||||
пульсной |
системы |
(pfo& J |
по (2 |
.29) или |
|
|
по (2.35) |
и (2 .3 б ), |
если в |
системе |
имеется |
запаздыва |
|
ние; |
|
|
|
|
|
|
- |
по |
известному входному сигналу |
находим его |
изображение -&(х)\
-находим изображение выходного сигнала X(&,G>)tio
(2 .38);
-определяем передаточную функцию замкнутой им
пульсной системы по ошибке, используя (2 .27) или (2 .37)
-при наличии запаздывания;
-по изображениям X fe fi) и Е (з.) находим оригиналы
x(iT+GTj и £(iT j, представляющие интересующие нас
выражения выходного сигнала и ошибки.
59
|
Пример 2Л . |
Рассмотрим дискретную систему (рис. |
|
2 .6 ), |
состоящую из |
гироскопа с передаточной функцией |
|
|
к |
и ЦВМ, |
предназначенной для выработки требуе- |
W (SJ~ — |
|||
н |
s |
|
|
мого угла |
ориентации гироскопа. ЦВМ используется в каг- |
Рис.2.6
честве задающего и сравнивающего устройства и включена в замкнутый контур системы; передаточная функция#(ж)«1.
Параметры системы: К « 0 , 5 - i - , период дискретности сек
Т ■ 2 сек, время запаздывания 'С « I сек; в выходном устройстве ЦВМ обеспечивается фиксация значения управ ляющего сигнала на период Т .
Требуется построить кривую переходного процесса в системе при действии единичного ступенчатого входного сигнала»
Передаточная функция формирующего звена есть
ат
7(s)= - * sT-------- |
— ' |
(2.42) |
еs
Находим передаточную функцию разомкнутой дискрет ной системы без учета запаздывания:
6G.
(2 .4 3 )
Для учета запаздывания воспользуемся формулами
(2.33) и (2 .34):
|
кТ (бг-Т)я+4-(е-Г) |
при 'Г<б'сУ;(2.44) |
||
w№h< |
at-у |
|
|
|
|
|
|
||
|
кТ (1 + G -T ja i-G + T |
при 0<6y £ (2 .4 5 ) |
||
|
\ |
3.(3L-1) |
|
|
|
|
|
|
|
Для нахождения передаточной функции замкнутой сис |
||||
темы ф(з.,6) |
нам необходимо иметь |
выражение М£.($, о) . |
||
Используя формулу |
(2 .45), при |
С |
- 0 получим |
|
W / slJ - к Т |
Т |
■ |
||
V |
J |
3L(Z-4j |
|
|
Подставляя полученное выражение и соотношения (2.44) и (2.45) в (2.35) и (2 .36), будем нметь^
|
нТ |
(с-Т)а.ч-с?+Т |
|
*---------- ---------------------- |
|
Ф (*»&)= |
|
2-У |
н Т |
f i - T j z * f |
|
1 * |
Z(3L"fJ |
|
|
|
( i + T - 6 ) z
хг+(*ТЧ-кТГ)а.+кТГ (2.46)
при |
6Ч У . |
|
|
кТ (f*6r-rJSL-6-*t |
|
||
Ф(*£) |
Z(Z-J) |
|
|
||
<+ нТ£ П ^ |
|
||||
|
|
X (x -i) |
|
||
= |
ИТ |
(1+&-Т)а.-&+Г |
(2.47) |
||
а?+(кТЧ-кТф+кТТ |
|
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
при о^&к1X. |
|
Из (2.46) и (2.47) следует, что вид выражения для |
|||||
передаточной |
функции замкнутой |
системы ф(а,&) также |
|||
зависит от соотношения между & |
и |
<Г . |
|
||
2; ;: указанных выше значениях параметров |
системы |
||||
м7~ -- 1, Т=— = |
0,5 выражения для |
ф(а,6) |
примут вид |
||
ф № )= |
(6- q5)aL+(j5-G)z |
при ?< б ^/;(2 .48) |
|||
а г - 0,5а. + 0,5 |
|
||||
|
|
|
|||
|
(G+0,5j3.-G+ 0,5 |
при (7^5V?X2.49) |
|||
|
3? -0,5а + 0,5 |
|
|||
|
|
|
|
||
Изображение |
выходного сигнала |
щ е ] получим,про |
|||
изведя умножение ф(%,0>) на изображение единичного |
|||||
ступенчатого |
сигнала |
|
|
|
|
т .е . |
W ‘ z M - T 7 |
|
(2.50) |
||
|
|
||||
X fe g y - ф ь в ;е м |
n t s - m _j l |
|
|||
i / |
/ I / |
a -05x + 0 5 |
|
%- у |
(2.51) |
_ |
(&~o.fya+fiS-GJa2. |
|
|||
|
|
x3- 1,5a * a - o,5
62
у , . . |
( G - w h - e - g s |
3L |
|
( ' 1 |
zs-0,5z ■>0,5 |
|
(2 .5 2 ) |
_ (G+0,S)z+(0,5-6)Z |
|
|
|
ЗЬ*-453Ь +3L ~0,5 |
|
|
|
Соотношения (2.51) и (2.52) попарно соответствуют |
|||
случаям (2.48) |
и (2 .49). Для нахождения выходного сиг |
||
нала з с (с Т + 6 Т ) |
воспользуемся методом деления. Поделив |
||
полином числителя в (2.51) на полином |
знаменателя, полу |
||
чим |
|
|
|
Х(з,&)=(-0,5+G)a.°+(075+05б)эь 1*(l,625-0t25G)d+
(2 .53)
+(-/'4375-0,375G)sl3+(0,9063 - 0,0625&)&*+ —
Аналогично из (2.52) можно получить
X(z,6)=(0,5+GJ&+«25+056)z *+(1375О256)£3+
(2 .54)
(1.0625-03756)Э. * (0,8038 - 0,06256)а - 5
Коэффициенты в разложениях (2.53) и (2 .54) опреде ляют собою значения выходного сигнала. Изменяя параметр
смещения Q- в пределах 04.6<Т= 0 ,5 , согласно (2 .54)
получим участки кривой переходного процесса (рис.2 .7 )
°-0 К |
* ае^г |
» аз % » |
^ |
и Т.Д.; |
изменяя |
& |
в |
||||
пределах |
0,5-$ |
I , |
на основании |
(2.53) получим участ |
|||||||
ки кривой |
переходного |
процесса |
£ Q |
. £ а |
. |
£ Q . £ а |
|||||
|
|
|
|
о |
1 |
’ |
1 г |
’ |
г з |
з |
у |
63