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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 « 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