Частотные характеристики. Технический диктант
 Скачать 1.54 Mb.
|
Технический диктант1. Внешние воздействия окружающей среды, оказывающие , как правило, неблагоприятное воздействие на объект управления, «мешающие» регулятору выполнять поставленную задачу, и носящие случайный и непредсказуемый характер, называются……………………… Технический диктант2. Информация в системе управления как бы «ходит по кругу»: регулятор выдает сигнал управления на привод, который воздействует непосредственно на объект; затем информация об объекте через датчики возвращается обратно к регулятору и все начинается заново. В этом случае говорят, что в системе имеется ………………., то есть регулятор использует информацию о состоянии объекта для выработки управления. Системы, содержащие ……………….. называют замкнутыми, поскольку информация передается по замкнутому контуру. ………………….. бывает отрицательной и положительной, гибкой и жесткой, главной и местной. Технический диктант3. Для качественного управления должно быть точно известно, как этот объект себя ведет. Только тогда можно заранее рассчитать, как им нужно управлять (построить нужную программу управления). В случае, когда регулятор не получает никакой информации о реальном состоянии объекта, нельзя гарантировать, что задание будет выполнено. Такие системы называют………………….., поскольку информация передается не по контуру, а только в одном направлении. Пример таких систем из жизни: Слепой и глухой водитель тоже может вести машину. Некоторое время. Пока он помнит дорогу и сможет правильно рас считать свое место. Пока на пути не встретятся пешеходы или другие машины, о которых он заранее не может знать. Технический диктант4. Автоматические системы управления применяются для решения трех типов задач: • Поддержание заданного режима работы, который не меняется длительное время (задающий сигнал – постоянная, часто нуль) называется…………………….; • Управление по заранее известной программе (задающий сигнал меняется, но заранее известен), называется………………………..; • Управление по заранее неизвестной программе (задающий сигнал меняется, но заранее неизвестен), называется………………………..; Технический диктант5. Суть этого принципа заключается в следующем: если на вход подать сумму двух сигналов, выход будет представлять собой сумму реакций того же оператора на отдельные сигналы: Или другими словами: реакция системы на сумму воздействий равно сумме реакций на каждое воздействие в отдельности. Данный принцип справедлив только для линейных систем и называется……………………. Технический диктант6. Функциональное назначение элементов системы не зависит от физической природы регулируемой величины, ни от физической природы аппаратуры, из которой построена система регулирования. При изучении систем регулирования с динамической точке зрения в теории регулирования отвлекаются от конкретной физической природы регулируемой величины, от физической природы аппаратуры и изучают только характер процесса регулирования. С этой точки зрения все части системы можно разбить по характеру процессов протекающих в них так называемые элементарные элементы. Такие элементы в ТАУ называют ………………………… Технический диктант7. Изменения координат в нормальном, требуемом ходе процесса определяют совокупностью правил, предписаний или математических зависимостей, называемой ……………….. системы. ……………………. составляется на основании технологических, экономических и других требований без учета динамических искажений. В теории автоматического регулирования ………………………..считается заданными. Технический диктант8. Сущность этого принципа состоит в том, что алгоритм управления вырабатывается только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется другими факторами – возмущениями или выходными координатами процесса. Такой принцип в ТАУ носит название………………. Еще один популярный эталонный сигнал - гармонический: где - угловая частота (в радианах в секунду). Тогда на выходе линейной системы в установившемся режиме будет гармонический сигнал той же частоты, но с другой амплитудой А и сдвигом фазы ϕ: Зная передаточную функцию системы W(s), можно вычислить амплитуду и сдвиг фазы по формулам Функция W(j) называется амплитудно-фазовой частотной характеристикой звена или комплексным коэффициентом передачи, поскольку она характеризует выход системы при гармонических сигналах разной частоты. Зависимости Р() и Q() (вещественная и мнимая части W(j) - это вещественная и мнимая частотные характеристики. Годограф ККП Функции A(ω ) и φ (ω ) (они для каждой частоты принимают вещественные значения) называются соответственно амплитудной и фазовой частотными характеристиками (АЧХ и ФЧХ). Амплитудная частотная характеристика – это коэффициент усиления гармонического сигнала. Если на какой-то частоте ω значение A(ω ) > 1, входной сигнал усиливается, если A(ω ) < 1, то вход данной частоты ослабляется. По форме АЧХ различают несколько основных типов звеньев:
Полоса пропускания – это ширина полосы частот, в которой значение АЧХ больше, чем 1/от ее максимального значения. Если объект неустойчив, то при подаче на вход синуса амплитуда колебаний на выходе будет неограниченно расти. Однако частотную характеристику все равно можно определить экспериментально. Для этого нужно сначала подобрать регулятор, который сделает замкнутую систему устойчивой. Частотные характеристики во многих случаях можно снять экспериментально. Если объект устойчивый, на его вход подается гармонический сигнал и записывается сигнал y(t) на выходе. Логарифмические частотные характеристики График, на котором по оси абсцисс откладывается десятичный логарифм частоты (lgω), а по оси ординат – величина Lm (ω) = 20lg A(ω) , измеряемая в децибелах (дБ). При построении логарифмической фазовой частотной характеристики (ЛФЧХ) по оси абсцисс также откладывается логарифм частоты lgω . Единицей отсчета на логарифмической оси частот является декада – диапазон, на котором частота увеличивается в 10 раз. Вместе ЛАЧХ и ЛФЧХ называются логарифмической амплитудно-фазовой частотной характеристикой (ЛАФЧХ) или диаграммой Боде. Логарифмические характеристики обладают двумя ценными свойствами: 1) ЛАЧХ и ЛФЧХ для произведения двух звеньеввычисляются как суммы ЛАЧХ и ЛФЧХ отдельных звеньев: 2) в области высоких и низких частот ЛАЧХ асимптотически приближаются к прямым, наклон которых составляет ± 20 дБ/дек (децибел на декаду), ± 40 дБ/дек и т.д. В классической теории управления хорошо разработаны методы анализа и синтеза систем на основе асимптотических ЛАЧХ, которые представляют собой ломаные линии и легко строятся вручную. Даже с появлением компьютерных средств они по сей день остаются простейшим инструментом прикидочных расчетов для инженера. На рисунке показаны точная (сплошная синяя линия) и асимптотическая (штриховая красная линия) ЛАФЧХ для звена первого порядка с передаточной функцией Колебательное звено Интегратор ЛАФЧХ сложных звеньев 1. Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) САР это Варианты ответов: а) реакция линейной системы на дельта-функцию; б) зависимость коэффициента усиления (модуля комплексного коэффициента передачи САР) от частоты; в) отношение изображения выходного сигнала системы к изображению входного сигнала; г) зависимость аргумента комплексного коэффициента передачи САР от частоты; д) реакция линейной системы на ступенчатое воздействие. 2. Фазо-частотная характеристика (ФЧХ) САР это Варианты ответов: а) реакция линейной системы на дельта-функцию; б) зависимость коэффициента усиления (модуля комплексного коэффициента передачи САР) от частоты; в) отношение изображения выходного сигнала системы к изображению входного сигнала; г) зависимость аргумента комплексного коэффициента передачи САР от частоты; д) реакция линейной системы на ступенчатое воздействие. 3. Величина ω в формуле Варианты ответов: а) частота входного сигнала, рад/сек; б) аргумент комплексного коэффициента передачи. в) амплитуда синусоидального сигнала на выходе системы или объекта; г) амплитуда синусоидального сигнала на входе системы или объекта; д) модуль комплексного коэффициента передачи. 4. В два раза больше, это на сколько децибел больше? Варианты ответов: а) на -6 Дб; б) на -20 Дб; в) на 20 Дб; г) на 10 Дб; д) на 6 Дб. 5. Определить коэффициент усиления и постоянную времени апериодического звена по его ЛАЧХ и ЛФЧХ: Варианты ответов: а) 0.1 и 1; б) 10 и 10; в)100 и 0.1; г)100 и 1; д) 1 и 100 5. Определить тип звена и вычислить его параметры (коэффициент усиления и постоянную времени) по ЛАЧХ и ЛФЧХ Варианты ответов: а) апериодическое, 0.1 и 1; б) колебательное, 10 и 1; в) апериодическое, 10 и 1; г) апериодическое второго порядка, 100 и 1; д) интегрирующее, 1 и 100. |