1 / 25

Systemy wbudowane

Systemy wbudowane. Wykład nr 2: Schematy blokowe i elementy systemów sterujących Piotr Bilski. Zasady opisu przy pomocy schematu blokowego. Schemat blokowy opisuje układ w każdej chwili czasu t Jest równoważny równaniom Przekształcanie schematów służy obliczaniu transmitancji

lamar-mckee
Télécharger la présentation

Systemy wbudowane

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Systemy wbudowane Wykład nr 2: Schematy blokowe i elementy systemów sterujących Piotr Bilski

  2. Zasady opisu przy pomocy schematu blokowego • Schemat blokowy opisuje układ w każdej chwili czasu t • Jest równoważny równaniom • Przekształcanie schematów służy obliczaniu transmitancji • Obecność elementów nieliniowych wymusza linearyzację

  3. Połączenie szeregowe ... y(t) x(t) x1(t) x2(t) G1 (s) G2 (s) Gn(s)

  4. Połączenie równoległe y1(t) G1 (s) ... x(t) y2(t) y(t) G2 (s) yn(t) Gn (s)

  5. Układ z ujemnym sprzężeniem zwrotnym e(t) y(t) x(t) + G1 (s) - y1(t) H(s)

  6. Układ z dodatnim sprzężeniem zwrotnym e(t) y(t) x(t) + G1 (s) + y1(t) H(s)

  7. Przejście z niepełnego sprzężenia w pełne e(t) y(t) x(t) + G1 (s) - y1(t) H(s) y(t) x(t) + G1 (s) 1/H(s) -

  8. Transmitancja zakłóceniowa z(t) x(t) u(t) + y(t) Gr (s) Gob (s) - z(t) y(t) + Gob (s) - u(t) - Gr (s) x=0

  9. Sterowanie automatyczne z(t) x(t) e(t) u(t) + y(t) Gr (s) Gob (s) - y1(t) H(s) Gr (s) – transmitancja regulatora Gob (s) – transmitancja obiektu G0(s) – transmitancja układu otwartego G1(s) – transmitancja toru głównego

  10. Stabilność układów automatycznej regulacji • Stabilność układu liniowego wymaga, aby składowa przejściowa sygnału wyjściowego dążyła do zera dla t→∞: • Dla ograniczonego sygnału wejściowego odpowiedź jest również ograniczona • Zanik sygnału wejściowego nie powoduje nieograniczonego narastania sygnału wyjściowego

  11. Stabilność asymptotyczna układów automatyki • Stabilność układu liniowego wymaga, aby składowa przejściowa sygnału wyjściowego dążyła do zera dla t→∞: • Dla ograniczonego sygnału wejściowego odpowiedź jest również ograniczona • Zanik sygnału wejściowego nie powoduje nieograniczonego narastania sygnału wyjściowego

  12. Stabilność układu automatycznej regulacji • Transmitancję układu można przedstawić jako: gdzie M(s) to wielomian charakterystyczny, zaś: M(s)=0 to równanie charakterystyczne układu

  13. Stabilność układu automatycznej regulacji (c.d.) • Aby układ był stabilny, wszystkie pierwiastki równania charakterystycznego muszą leżeć po lewej stronie układu współrzędnych względem zmiennej s

  14. Jakość układu automatycznej regulacji • Jakość w stanie ustalonym – uchyb regulacji • Jakość w stanie nieustalonym: • Zapas stabilności (amplitudy i fazy) • Przeregulowanie (stosunek dwóch pierwszych amplitud uchybu) • Czas regulacji (czas stabilizacji uchybu po pobudzeniu skokiem jednostkowym)

  15. Podstawowe elementy układów sterowania • Element bezinercyjny • Element inercyjny pierwszego rzędu • Element inercyjny drugiego rzędu • Idealny element różniczkujący • Rzeczywisty element różniczkujący • Idealny element całkujący • Rzeczywisty element całkujący • Element oscylacyjny • Element opóźniający

  16. Element bezinercyjny • Opisywany równaniem y(t)=kx(t), gdzie k to współczynnik wzmocnienia • Transmitancja operatorowa wynosi G(s)=k • Przykład – wzmacniacz idealny • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  17. Element inercyjny pierwszego rzędu • Opisywany równaniem gdzie k to współczynnik wzmocnienia, a T to stała czasowa inercji • Transmitancja operatorowa: G(s)=k/(1+sT) • Przykład – wzmacniacz, zawór • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  18. Element inercyjny drugiego rzędu • Opisywany równaniem: gdzie k to współczynnik wzmocnienia, a T1 i T2to stałe czasowe inercji • Transmitancja operatorowa: • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  19. Elementy inercyjne wyższych rzędów • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi: • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  20. Element oscylacyjny • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi: • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  21. Element różniczkujący idealny • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi G(s)=ks • Układ nierealizowalny fizycznie (stopień licznika transmitancji jest większy od stopnia mianownika)! • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  22. Element różniczkujący rzeczywisty • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi: • Przykłady: cewka, tłumik hydrauliczny • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  23. Element całkujący idealny • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi: • Przykład: kondensator idealny • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  24. Element całkujący rzeczywisty • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi: • Przykład: kondensator • Charakterystyka skokowa i widmowa:

  25. Element opóźniający • Opisywany równaniem: • Transmitancja operatorowa wynosi: • Przykład: transporter taśmowy • Charakterystyka skokowa i widmowa:

More Related