Слайд 1Ланки систем автоматичного керування
Класифікація ланок САК
Мінімально-фазові ланки
Позиційні
Інтегруючі
Диференціюючі
Немінімально-фазові ланки
Слайд 2Класифікація ланок САК
Процеси в різних за соїми фізичними приципами дії та
конструкцією елементів систем автоматичного керування можуть визначатися подібними диференційними рівняннями динаміки.
Слайд 3Класифікація ланок САК
Рівняння динаміки для механічної системи з масою m та
коефіцієнтом опору k
Рівняння динаміки активно-індуктивного кола з активним опором R та індуктивністю L
Слайд 4Класифікація ланок САК
Динамічна ланка – це пристрій, робота якого описується певним
диференційним рівнянням. Конструктивне виконання і фізичний процес, на якому базується робота пристрою, не мають значення при визначенні типу ланки
Слайд 5Класифікація ланок САК
З лівої частини рівняння динаміки ланки, в якій представлені
вихідна величина та її похідні, видно, як швидко та точно реагує ланка на вхідну величину
Якщо похідних у лівій частині рівняння динаміки ланки немає, то це означає, що елемент миттєво реагує на вхідну величину
Слайд 6Класифікація ланок САК
Права частини рівняння динаміки ланки показує, на що вона
реагує і з яким коефіцієнтом передачі вхідна величина з’являється на виході
Залежно від вигляду правої частини ланка може реагувати
на саму вхідну величину
тільки на похідну від вхідної величини
тільки на інтеграл від вхідної величини
на вхідну величину і її похідну
на вхідну величину та інтеграл від неї
Слайд 7Класифікація ланок САК
Рівняння динаміки однозначно визначають передаточну функцію ланки
Особливостями передаточної функції
є
нулі передаточної функції
полюси передаточної функції
Передаточна функція записується у вигляді
Нулі передаточної функції – це корені рівняння
Полюси передатоіної функції – це корені рівняння
Слайд 8Класифікація ланок САК
Будь-яку систему автоматичного керування можна представити у вигляді з’єднання
типових динамічних ланок
Типовою називається динамічна ланка, яка описується диференційним рівнянням не вище другого порядку
Слайд 10Класифікація ланок САК
Мінімально-фазовою називається ланка, нулі та полюси якої від’ємні або
мають від’ємні дійсні частини
Немінімально-фазовою називається ланка, у якої хоча б один нуль або полюс додатний або має додатну дійсну частину
Назва ланок зумовлена зсувом фаз фазочастотної характеристики. У мінімально-фазових зсув фаз мінімально можливий для даного порядку рівняння динаміки
Слайд 11Класифікація ланок САК
Позиційною називається ланка, у якої в усталеному режимі вихідна
величина прямо пропорційна вхідній
Слайд 13Класифікація ланок САК
Інтегруючою називається ланка, у якої в усталеному режимі швидкість
зміни вихідої величини прямо пропорційна вхідній
g
0
Слайд 14Класифікація ланок САК
Для інтегруючої ланки в усталеному режимі буде справедлива залежність
Звідси
й походить назва ланки – інтегруюча
Слайд 16Класифікація ланок САК
диференціюючою називається ланка, у якої в усталеному режимі вихіда
величина прямо пропорційна швидкості зміни вхідної
x
0
Слайд 18Позиційні ланки
Безінерційна ланка
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 19Позиційні ланки
Безінерційна ланка
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 20Позиційні ланки
Безінерційна ланка
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 21Позиційні ланки
Безінерційна ланка
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 22Позиційні ланки
Безінерційна ланка
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 23Позиційні ланки
Аперіодична першого порядку
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна
функція
Слайд 24Позиційні ланки
Аперіодична першого порядку
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 25Позиційні ланки
Аперіодична першого порядку
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 26Позиційні ланки
Аперіодична першого порядку
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 27Позиційні ланки
Аперіодична першого порядку
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 28Позиційні ланки
Аперіодична другого порядку
Рівняння динаміки
Для аперіодичної ланки другого порядку повинна виконуватись
умова
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Слайд 29Позиційні ланки
Аперіодична другого порядку
Введемо позначення
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 30Позиційні ланки
Аперіодична другого порядку
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 31Позиційні ланки
Аперіодична другого порядку
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 32Позиційні ланки
Аперіодична другого порядку
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 33Позиційні ланки
Аперіодична другого порядку
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 34Позиційні ланки
Коливальна
Рівняння динаміки
Для коливальної ланки повинна виконуватись умова
Рівняння динаміки в операторному
вигляді
Слайд 35Позиційні ланки
Коливальна
Введемо позначення
Тоді рівняння динаміки
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 36Позиційні ланки
Коливальна
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 37Позиційні ланки
Коливальна
Часові характеристики
5.3 Вплив коефіцієнта демпфірування на перехідну функцію
5.4 Вплив
сталої часу на перехідну функція
Слайд 38Позиційні ланки
Коливальна
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 39Позиційні ланки
Коливальна
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 40Позиційні ланки
Коливальна
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 41Позиційні ланки
Коливальна
Частотні характеристики
Вплив коефіцієнта демпфірування на частотні характеристики
6.7 АФЧХ
6.8
Логарифмічні
Слайд 42Позиційні ланки
Консервативна
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 43Позиційні ланки
Консервативна
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 44Позиційні ланки
Консервативна
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 45Позиційні ланки
Консервативна
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 46Позиційні ланки
Консервативна
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 47Інтегруючі ланки
Ідеальна інтегруюча
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 48Інтегруючі ланки
Ідеальна інтегруюча
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 49Інтегруючі ланки
Ідеальна інтегруюча
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 50Інтегруючі ланки
Ідеальна інтегруюча
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 51Інтегруючі ланки
Ідеальна інтегруюча
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 52Інтегруючі ланки
Реальна інтегруюча
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 53Інтегруючі ланки
Реальна інтегруюча
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 54Інтегруючі ланки
Реальна інтегруюча
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 55Інтегруючі ланки
Реальна інтегруюча
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 56Інтегруючі ланки
Реальна інтегруюча
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 57Інтегруючі ланки
Ізодромна
Рівняння динаміки
або
де
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Слайд 58Інтегруючі ланки
Ізодромна
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 59Інтегруючі ланки
Ізодромна
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 60Інтегруючі ланки
Ізодромна
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 61Інтегруючі ланки
Ізодромна
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 62Інтегруючі ланки
Ізодромна
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 63Диференціюючі ланки
Ідеальна диференціююча
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 64Диференціюючі ланки
Ідеальна диференціююча
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 65Диференціюючі ланки
Ідеальна диференціююча
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 66Диференціюючі ланки
Ідеальна диференціююча
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 67Диференціюючі ланки
Ідеальна диференціююча
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 68Диференціюючі ланки
Реальна диференціююча
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 69Диференціюючі ланки
Реальна диференціююча
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 70Диференціюючі ланки
Реальна диференціююча
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 71Диференціюючі ланки
Реальна диференціююча
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 72Диференціюючі ланки
Реальна диференціююча
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 73Диференціюючі ланки
Ідеальна з введенням похідної
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна
передаточна функція
Слайд 74Диференціюючі ланки
Ідеальна з введенням похідної
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 75Диференціюючі ланки
Ідеальна з введенням похідної
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 76Диференціюючі ланки
Ідеальна з введенням похідної
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і
фазова
Слайд 77Диференціюючі ланки
Ідеальна з введенням похідної
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 78Немінімальнофазові ланки
Розглянуті відносяться до мінімально-фазових, а позиційні ланки – до стійких,
або ланок з самовирівнюванням
Самовирівнювання – це властивість ланки самостійно приходити до нового усталеного значення вихідного сигналу при обмеженій зміні вхідного сигналу чи сигналу збурення
У деяких ланок обмежена зміна вхідного сигналу чи сигналу збурення не означає перехід ланки до нового усталеного стану, а вихідна величина має тенденцію необмеженого зростання з плином часу
Слайд 79Немінімальнофазові ланки
До таких ланок відносяться інтегруючі ланки
Існують ланки, у яких цей
процес виражений більш помітно
Це пояснюється наявністю додатніх дійсних коренів або комплексних коренів з додатною дійсною частиною в характеристичному рівняння. Та ланка відноситья до категорії нестійких
Нестійкі ланки відносяться до немінімально-фазових, оскільки мінімальні (за абсолютним значенням різниці фаз будуть у стійких ланок)
До немінімально-фазових відносяться також стійкі ланки, які маютьв чиельнику передаточної функції додатні дійсні корені або комплексні корені з додатною дійсною частиною
Слайд 80Немінімально-фазові ланки
Квазіаперіодична першого порядку
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна
функція
Слайд 81Немінімально-фазові ланки
Квазіаперіодична першого порядку
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 82Немінімально-фазові ланки
Квазіаперіодична першого порядку
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 83Немінімально-фазові ланки
Квазіаперіодична першого порядку
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 84Немінімально-фазові ланки
Квазіаперіодична першого порядку
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 85Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 86Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 87Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 88Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 89Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 90Немінімально-фазові ланки
Коливальна з від'ємним демпфіруванням
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна
функція
Частотна передаточна функція
Слайд 91Немінімально-фазові ланки
Коливальна з від'ємним демпфіруванням
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2
Вагова функція
Слайд 92Немінімально-фазові ланки
Коливальна з від'ємним демпфіруванням
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 93Немінімально-фазові ланки
Коливальна з від'ємним демпфіруванням
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна
і фазова
Слайд 94Немінімально-фазові ланки
Коливальна з від'ємним демпфіруванням
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 95Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна з від'ємним демпфіруванням
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна
функція
Частотна передаточна функція
Слайд 96Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна з від'ємним демпфіруванням
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 97Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна з від'ємним демпфіруванням
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 98Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна з від'ємним демпфіруванням
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і
фазова
Слайд 99Немінімально-фазові ланки
Квазіколивальна з від'ємним демпфіруванням
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна
Слайд 100Позиційні ланки
Квазіконсервативна
Рівняння динаміки
Рівняння динаміки в операторному вигляді
Передаточна функція
Частотна передаточна функція
Слайд 101Позиційні ланки
Квазіконсервативна
Часові характеристики
5.1 Перехідна функція
5.2 Вагова функція
Слайд 102Позиційні ланки
Квазіконсервативна
Частотні характеристики
6.1 Амплітудно-частотна
6.2 Фазо-частотна
Слайд 103Позиційні ланки
Квазіконсервативна
Частотні характеристики
6.3 Амплітудно-фазова
6.4 Логарифмічні амплітудна і фазова
Слайд 104Позиційні ланки
Квазіконсервативна
Частотні характеристики
6.5 Дійсна
6.6 Уявна