Linie pierwiastkowe dla układów dyskretnych

Podobne dokumenty
Linie pierwiastkowe. Akademia Morska w Gdyni Katedra Automatyki Okrętowej Teoria sterowania. Mirosław Tomera 1. WPROWADZENIE

Kryterium Nyquista dla układów dyskretnych

Linie pierwiastkowe. Akademia Morska w Gdyni Katedra Automatyki Okrętowej Teoria sterowania. Mirosław Tomera 1. WPROWADZENIE

PSO matematyka I gimnazjum Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny

( ) σ v. Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Analiza płaskiego stanu naprężenia.

Techniki regulacji automatycznej

Podstawowe układy pracy tranzystora MOS

Akademia Morska w Gdyni Katedra Automatyki Okrętowej Teoria sterowania. Mirosław Tomera 1. WPROWADZENIE 2. PROBLEM STABILNOŚCI

PROPAGACJA BŁĘDU. Dane: c = 1 ± 0,01 M S o = 7,3 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O S = 6,1 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O. Szukane : k = k =?

Teoria Przekształtników - kurs elementarny

T R Y G O N O M E T R I A

FUNKCJA KWADRATOWA. 2. Rozwiąż nierówności: na przedziale x < 2; 3. Wyznacz wartość najmniejszą i największą funkcji f ( x)

Badanie stabilności liniowych układów sterowania

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-3 BADANIE SZTYWNOŚCI PROWADNIC HYDROSTATYCZNYCH

1 Wyznaczyć zastępczą impedancję zespoloną dwójnika przedstawionego na rys.1 dla trzech wartości pulsacji: a) = 0, b) = 1 krad/s, c) = 2 krad/s.

Układ regulacji automatycznej (URA) kryteria stabilności

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne.

Operatory odległości (część 2) obliczanie map kosztów

ZESTAW 1. A) 2 B) 3 C) 5 D) 7

Projektowanie układów regulacji w dziedzinie częstotliwości. dr hab. inż. Krzysztof Patan, prof. PWSZ

LABORATORIUM OBRÓBKI SKRAWANIEM

Statystyka - wprowadzenie

układu otwartego na płaszczyźnie zmiennej zespolonej. Sformułowane przez Nyquista kryterium stabilności przedstawia się następująco:

Stabilność. Krzysztof Patan

CZERWIEC MATEMATYKA - poziom podstawowy. Czas pracy: 170 minut. Instrukcja dla zdającego

Automatyka i robotyka

REGULATORY W UKŁADACH REGULACJI AUTOMATYCZNEJ. T I - czas zdwojenia (całkowania) T D - czas wyprzedzenia (różniczkowania) K p współczynnik wzmocnienia

Akademia Morska w Gdyni Katedra Automatyki Okrętowej Teoria sterowania. Mirosław Tomera 1. WPROWADZENIE 2. PROBLEM STABILNOŚCI

Tworzenie kwerend. Nazwisko Imię Nr indeksu Ocena

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

Wykład 4: Termochemia

!Twoje imię i nazwisko... Numer Twojego Gimnazjum.. Tę tabelę wypełnia Komisja sprawdzająca pracę. Nazwisko Twojego nauczyciela...

( 1+ s 1)( 1+ s 2)( 1+ s 3)

K p. K o G o (s) METODY DOBORU NASTAW Metoda linii pierwiastkowych Metody analityczne Metoda linii pierwiastkowych

CIEPŁA RAMKA, PSI ( Ψ ) I OKNA ENERGOOSZCZĘDNE

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

Parametryzacja modeli części w Technologii Synchronicznej

KONKURS MATEMATYCZNY DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH

Skróty klawiszowe Window-Eyes

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Opis matematyczny. Równanie modulatora. Charakterystyka statyczna. Po wprowadzeniu niewielkich odchyłek od ustalonego punktu pracy. dla 0 v c.

M. Guminiak - Analiza płyt cienkich metodą elementów brzegowych Moment zginający w punkcie B [M xb /pl ]

RAPORT Analizy Finansowej Rozliczenia JGP Instrukcja obsługi

Matematyka rozszerzona matura 2017

Wymagania edukacyjne z matematyki

Wymagania edukacyjne z matematyki

Przekształcenie Z. Krzysztof Patan

Planimetria, zakres podstawowy test wiedzy i kompetencji ZADANIA ZAMKNIĘTE. [ m] 2 cm dłuższa od. Nr pytania Odpowiedź

Wymagania eduka cyjne z matematyki

Laboratorium z podstaw automatyki

analogowego regulatora PID doboru jego nastaw i przetransformowanie go na cyfrowy regulator PID, postępując według następujących podpunktów:

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

I. Liczby i działania

BADANIE WPŁYWU WYDOBYCIA NA SEJSMICZNOŚĆ W KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy I gimnazjum wg programu Matematyka z plusem

Wymagania edukacyjne z przedmiotu Witryny i aplikacje internetowe dla klasy 3iA Nauczyciel: Mariusz Walendzewicz Rok szkolny: 2015/2016

Drgania własne ramy wersja komputerowa, Wpływ dodatkowej podpory ( sprężyny ) na częstości drgań własnych i ich postacie

Laboratorium elektroniki i miernictwa

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

potrafi przybliżać liczby (np. ) K

R o z w i ą z a n i e Przy zastosowaniu sposobu analitycznego należy wyznaczyć składowe wypadkowej P x i P y

M. Guminiak - Analiza płyt cienkich metodą elementów brzegowych... 44

LI Olimpiada Matematyczna Rozwiązania zadań konkursowych zawodów stopnia trzeciego 3 kwietnia 2000 r. (pierwszy dzień zawodów)

Sugerowany sposób rozwiązania problemów. Istnieje kilka sposobów umieszczania wykresów w raportach i formularzach.

Znaleźć wzór ogólny i zbadać istnienie granicy ciągu określonego rekurencyjnie:

Nowe funkcje w programie Symfonia e-dokumenty w wersji Spis treści:

Rozdział 2. Krzywe stożkowe. 2.1 Elipsa. Krzywe stożkowe są zadane ogólnym równaniem kwadratowym na płaszczyźnie

Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

Ogólne kryteria oceniania z matematyki KLASA I. Klasa I

MAJ LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 2013 klasa druga. MATEMATYKA - poziom podstawowy. Czas pracy: 170 minut. Instrukcja dla zdającego

Zespół Szkół Technicznych im. J. i J. Śniadeckich w Grudziądzu

Szczegółowe wymagania edukacyjne na poszczególne oceny dla klasy I gimnazjum

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

Wykład 5. Skręcanie nieskrępowane prętów o przekroju prostokątnym.

Internetowe Ko³o M a t e m a t yc z n e

Technika regulacji automatycznej

ĆWICZENIE 1 DWÓJNIK ŹRÓDŁOWY PRĄDU STAŁEGO

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

SEKCJA III: INFORMACJE O CHARAKTERZE PRAWNYM, EKONOMICZNYM, FINANSOWYM I TECHNICZNYM

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Wykład 4: Termochemia


A. Kanicki: Systemy elektroenergetyczne KRYTERIA NAPIĘCIOWE WYZNACZANIA STABILNOŚCI LOKALNEJ

V Międzyszkolny Konkurs Matematyczny

Własności i charakterystyki czwórników

METODY KOMPUTEROWE W OBLICZENIACH INŻYNIERSKICH

Partner projektu F5 Konsulting Sp. z o.o. ul. Składowa 5, Poznań T: F:

XII Olimpiada Matematyczna Juniorów Zawody stopnia pierwszego część korespondencyjna (1 września 2016 r. 17 października 2016 r.)

Logika, teoria zbiorów i wartość bezwzględna

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

zaznaczymy na osi liczbowej w ten sposób:

Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 3 dr M.Gzik-Szumiata

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2012/2013. Zadania dla grupy elektronicznej na zawody II stopnia

6. FUNKCJE. f: X Y, y = f(x).

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

"Pies" P i e s \0. Prawidłowy zapis wymaga wykorzystania funkcji strcpy() z pliku nagłówkowego string.h: char txt[10]; strcpy(txt, Pies );

Rozkład normalny Parametry rozkładu zmiennej losowej Zmienne losowe wielowymiarowe

Transkrypt:

Akademia Mrska w Gdyni atedra Autmatyki Okrętwe Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych Mirsław Tmera. WPROWADZENIE Opisana szczegółw technika wykreślania linii pierwiastkwych dla układów ciągłych mże być zastswana bez żadnych kmplikaci dla układów dyskretnych. Spsób wykreślania tych linii est identyczny ak dla układów ciągłych z tą różnicą, że analiza dbywa się na płaszczyźnie z gdzie są inne warunki stabilnści. R(s) E(s) E * (s) U * (s) G(s) T p H(s) Y(s) T p Y * (s) Rys.. Układ sterwania dyskretneg ze strnym parametrem Dla układu pkazaneg na rysunku, wypadkwa transmitanca dyskretna przymue pstać Y( z) G( z) T ( z) () R( z) GH ( z) Dyskretne równanie charakterystyczne dla teg układu (rys. ) est następuące M ( z) L( z) GH ( z) 0 () gdzie L(z) est dyskretną transmitancę pętli twarte. Linie pierwiastkwe wykreślane na płaszczyźnie z są traektriami rzwiązań równania () przy zmieniaące się wartści parametru. Funkca pisana wzrem (), zazwycza est funkcą wymierną w funkci z ze stałymi współczynnikami, bieguny i zera są również liczbami skńcznymi i liczba gałęzi linii pierwiastkwe na płaszczyźnie z est również skńczna. Te same prcedury knstruwania, które są stswane dla układów ciągłych mgą być bezpśredni zastswane na płaszczyźnie z dla układów sterwania dyskretneg. Inny natmiast est spsób ceny własnści analizwaneg układu, gdyż bszar płżeń biegunów stabilnych granicza się d wnętrza kła ednstkweg. W tabeli zebrane zstały zasady wykreślania linii pierwiastkwych dla układów dyskretnych. Tabela. Własnści linii pierwiastkwych GH ( z) 0. Punkty dla = 0 Punkty dla = 0 są biegunami transmitanci GH(z), bemuąc również takie, które znaduą się w z =. Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych. Punkty dla = Punkty dla = są zerami transmitanci GH(z), zawieraąc również te które znaduą się w z =.. Liczba ddzielnych linii pierwiastkwych 4. Symetria linii pierwiastkwych 5. Asymptty linii pierwiastkwych gdy z Całkwita liczba linii pierwiastkwych est równa rzędwi równania M(z) = 0. Linie pierwiastkwe są symetryczne względem si liczb rzeczywistych i czasami inne pinwe si symetrii pawiaace się w knfiguraci zer-biegunwe transmitanci GH(z). Dla dużych wartści z, linie pierwiastkwe ( > 0) są zbieżne d asymptt, których kąty są wyznaczane z następuących zależnści: i i n m 80 Dla linii pierwiastkwych ( < 0), gdzie i = 0,,,..., n m ; i i n m 80 n = liczba skńcznych biegunów transmitanci GH(z) m = liczba skńcznych zer transmitanci GH(z) 6. Punkt przecięcia asymptt (a) Punkt przecięcia asymptt występue tylk na si liczb rzeczywistych (b) Punkt przecięcia asymptt wyznaczany est ze wzru a biegunów transmitanci GH ( z) n m zer transmitanci GH ( z) 7. Linie pierwiastkwe na si liczb rzeczywistych Linia pierwiastkwa ( > 0) występue w tych dcinkach si liczb rzeczywistych dla których suma rzeczywistych zer i biegunów transmitanci GH(z) z prawe strny teg dcinka est parzysta. Jeśli całkwita liczba zer i biegunów z prawe strny dcinka est nieparzysta, wówczas występue linia pierwiastkwa dla ( < 0). 8. ąty weścia i wyścia ąty weścia lub wyścia linii pierwiastkwe d bieguna lub zera transmitanci GH(z) mgą być wyznaczne przy załżeniu punktu, który est bardz blisk rzważaneg bieguna lub zera przez zastswanie równania dla ( > 0) dla ( < 0) GH( z GH( z gdzie i = 0,,,,... m n ) ( z zk ) ( z p ) k m k k n (i m n ) ( z zk ) ( z p ) k m k k n i ) 80 80 Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych 9. Punkty przecięcia linii pierwiastkwych z kręgiem ednstkwym Punkty przecięcia linii pierwiastkwych z sią liczb urnych dpwiadaą wartścim, które mgą być wyznaczne przy użyciu kryterium Rutha. 0. Punkty rzgałęzień Punkty rzgałęzień na linii pierwiastkwe są wyznaczane z zależnści d dz 0, lub dgh ( z) dz 0. Są t tylk warunki knieczne.. Obliczenie wartści na pdstawie linii pierwiastkwe Wartść bezwzględną w pewnym punkcie z należącym d linii pierwiastkwe, wyznacza się na pdstawie zależnści GH( z ) Pniższy przykład ilustrue spsób knstruwania linii pierwiastkwe dla układu dyskretneg na płaszczyźnie z. Przykład Dla pniższeg układu sterwania dyskretneg (rys..) naszkicu linie pierwiastkwe, wyznaczaąc klene własnści przy wykrzystaniu tabeli. Na pdstawie wykreślnych linii pierwiastkwych i kryterium Rutha kreśl: Zakres wartści strneg parametru dla któreg układ ten est stabilny Wartść wzmcnienia krytyczneg przy którym w układzie pawiaą się scylace stałe amplitudzie raz kres tych scylaci T sc. Dla = 0 wyznacz zapas wzmcnienia Okres próbkwania T p = [s]. kr R(s) E(s) T p E * (s) ZOH s + 5s + 9s + 5 Y(s) Rys... Schemat blkwy rzważaneg układu regulaci Rzwiązanie. Transmitanca dyskretna pętli twarte dla teg układu ma pstać 0.0494 z 0.0569 z 0.009 GH ( z) (.) z 0.54z 0.07z 0.0067 Transmitanca dyskretna pętli twarte zapisana w pstaci zerw-biegunwe ( z.079)( z 0.077) GH ( z) (.) ( z 0.679)( z 0.07 0.9)( z 0.07 0.9) Własnści linii pierwiastkwe wyznaczane dla transmitanci ciągłe zebrane są w tabeli. Te same własnści zstaną wykrzystane d wykreślenia linii pierwiastkwych dla układu dyskretneg. Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych. Punkty w których = 0 są biegunami transmitanci GH(z): z = 0.679, 0.07+0.9, 0.07 0.9.. Punkty w których = są zerami transmitanci GH(z): z =.079, 0.077,.. Są trzy ddzielne gałęzi linii pierwiastkwych. 4. Linie pierwiastkwe są symetryczne względem si liczb rzeczywistych na płaszczyźnie z. 5. Transmitanca GH(z) ma trzy bieguny raz dwa skńczne i edn nieskńczne zer, czyli edna gałąź linii pierwiastkwych siąga nieskńcznść wzdłuż asymptty. ąty asymptt linii pierwiastkwych wyznaczane są z równania i i n m i 80 80 0 (.) dla i = 0. Więc tylk edna linia pierwiastkwa dla > 0 siąga nieskńcznść wzdłuż asymptty pd kątem: 80. ąty asymptt linii pierwiastkwych ( < 0) wyznaczane są z równania i i n m i 80 80 0 (.4) dla i = 0. Więc kiedy siąga, wówczas edna linia pierwiastkwa siąga nieskńcznść wzdłuż asymptty pd kątem: 0. 6. Punkt przecięcia asymptt wyznaczany est z równania 0.679 0.07 0.9 0.07 0.9 (.079 0.077) a.6670 (.5) 7. Linie pierwiastkwe na si liczb rzeczywistych. Odcinek linii pierwiastkwe (<0) na si liczb rzeczywistych znadue się d d punktu z = 0.679 raz d punktu 0.077 d punktu.079, natmiast pzstałe części si liczb rzeczywistych d punktu z = 0.679 d punktu 0.077 raz d punktu.079 d pkryta est przez linię pierwiastkwą dla >0. 8. ąty wyścia: ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna 0.07+0.9 est wyznaczany przy użyciu równania teg sameg równania. Jeśli z est punktem na linii pierwiastkwe puszczaące biegun 0.07+0.9 i znadue się bardz blisk teg bieguna t. ( z.079) ( z 0.077) ( z 0.679) 0.07 0.9) ( z 0.07 0.9) 80 ( z (.6) Wprwadzne zstały następuące zmienne pisuące pwyższe kąty 80 (.7) P wyznaczeniu kątów zawartych pmiędzy biegunem 0.07+0.9 i pzstałymi zerami i biegunami czyli 5.644 7.79 58.8758 90 80 (.8) 5. 495 (.9) Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 4

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych W pdbny spsób równanie (.9) est używane d kreślenia kąta weścia linii pierwiastkwe ( < 0) d bieguna 0.07+0.9. ąt ten wyznaczany est w bardz łatwy spsób, gdyż kąt różni się d kąta 80 ; więc 80 80 5.495 54. (.0) 5605 9. Punkty przecięcia linii pierwiastkwych z kręgiem ednstkwym pza sią liczb rzeczywistych na płaszczyźnie z wyznaczane są na pdstawie równania charakterystyczneg, które w tym przypadku ma pstać M ( z) z (0.0494 0.54) z (0.0569 0.07) z (0.009 0.0067) 0 (.) Aby móc zastswać kryterium Rutha pwyższe równanie zstanie przekształcne przez transfrmacę biliniwą pstaci z r r (.) będącą przekształceniem kręgu ednstkweg na płaszczyźnie zmienne zesplne z na lewą półpłaszczyznę zmienne zesplne r. P tym pdstawieniu równanie charakterystyczne (.) przymue pstać 006 590). r 0945.48) r 09. 440) r (0596. 0969). 0 (.) Tablica Rutha r 0.006+.590 0.09 +.440 r 0.0945 +.48 0.596 0.969 r 0.004 0.479 7.4504 0.0945.48 0 r 0.596 0.969 Wzmcnienia przy którym linie pierwiastkwe przecinaą się z kręgiem ednstkwym pza sią liczb rzeczywistych na płaszczyźnie z muszą spełniać dwa warunki, p pierwsze znadwać się na krańcach zakresu stabilnści (.4) i p drugie zerwać współczynnik w pierwsze klumnie w wierszu przy r. Aby układ był stabilny asympttycznie t wszystkie współczynniki w pierwsze klumnie tablicy Rutha muszą być większe d zera, uzyskue się w ten spsób układ czterech nierównści i zakres wzmcnienia spełniaący wszystkie te cztery nierównści est następuący 5 < < 6.5475 (.4) Wartść wzmcnienia zeruąca współczynnik w pierwsze klumnie w wierszu przy r i znaduąca się na krańcu (granicy) stabilnści w (.4) t = 6.5475 (.5) P pdstawieniu wyznaczne wartści d równania (.) uzyskue się M ( z) z 0.0z.04 z 0.058 0 (.6) Pierwiastkami równania (.6) które znaduą się dkładnie na kręgu ednstkwym są, 0.4 0. 995.695 97.00 z e e (.7) 0. Punkty rzgałęzień wyznaczane są na pdstawie następuące zależnści Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 5

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych d GH( z) dz d dz z 0.0494z 0.54z 0.0569z 0.07z Uzyskue się w ten spsób następuący wielmian 0.009 0.0067 0 (.8) 4 0.0494 z 0.9 z 0.00 z 0.004 z 0.0007 0 (.9) Rzwiązania pwyższeg wielmianu przymuą wartści z =.4665 z = 0.786 z = 0.696 + 0.045 z = 0.696 0.045 Dwa pierwsze rzwiązania wielmianu (.9) maą wartści rzeczywiste i są ne pszukiwanymi punktami rzgałęzień linii pierwiastkwe na si liczb rzeczywistych. z.4665 dla > 0 (.0) z 0.786 dla < 0 (.) Pszukiwane linie pierwiastkwe znaduą się na rysunku...5.0 >0 Im z z = 0.4+0.995 (=6.5475) 0.5 0.0 >0 z =.4665 >0 z = 0.786 <0 =0 =0 =0 = 5 Re z 0.5.0 >0 z = 0.4+0.995 (=6.5475).5.0.5.0.5.0 0.5 0.0 0.5.0.5 Rys... Dyskretne linie pierwiastkwe dla układu z rysunku. Układ est na granicy stabilnści gdy kr = 6.5475 i kres scylaci T sc wyznacza się z rzwiązania dla któreg dwa pierwiastki sprzężne umiescwine są dkładnie na kręgu ednstkwym (.7). W pierwsze klenści należy wyznaczyć czyli T. 695, stąd p wbec teg.695 z, 0.4 0. 995 e e e (.) T p.695.695 T p (.) Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 6

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych T sc.70 [ s] (.4).695 Liczba próbek znaduąca się w pedynczym kresie scylaci Tsc.70 N sc.70 (.5) T Zapas wzmcnienia dla = 0 wyznacza się z zależnści p max 6.5475.6547 (.6) 0 Zapas wzmcnienia zazwycza pdawany est w decybelach GM 0 lg 4.746 [db] (.7) Pniże znadue się kd źródłwy zapisany w ęzyku Matlaba przy użyciu któreg uzyskane zstały pwyższe wyniki. clear clse clc Tp = ; % Okres próbkwania % Transmitanca biektu num = ; den = [ 5 9 5]; G = tf(num, den); sysd = cd( G, Tp, zh) [numd, dend] = tfdata( sysd, v) %sistl(sysd) % Współczynniki licznika transmitanci b = numd(); b = numd(); b = numd(); b0 = numd(4); % Współczynniki mianwnika transmitanci a = dend(); a = dend(); a = dend(); a0 = dend(4); % zera transmitanci dyskretne r_numd = rts( numd) z = r_numd() z = r_numd() % bieguny transmitanci dyskretne r_dend = rts( dend) p = r_dend() p = r_dend() p = r_dend() % sigma_a punkt przecięcia asymptt sigma_a = sum( r_dend) - sum( r_numd) % Wielmian na pdstawie któreg wyznaczane są punkty rzgałęzień dghz = cnv([*b b],[a a a a0])-cnv([*a *a a],[b b b0]) r_dghz = rts( dghz) % Wyznaczenie kąta wyścia z bieguna: p = 0.07+0.9 fi_ = angle(p - z)*80/pi fi_ = angle(p - z)*80/pi Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 7

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych theta_ = angle(p - p)*80/pi theta_ = angle(p - p)*80/pi theta wy = 80 + fi_ + fi_ - theta_ - theta_ % Wyznaczenie kąta weścia d bieguna p = 0.07+0.9 theta we = 80 + theta wy % Współczynniki równania charakterystyczneg M(z) Mz = [b a]; Mz = [b a]; Mz = [b a]; M0z = [b0 a0]; % Współczynniki równania charakterystyczneg M(r) p transfrmaci % biliniwe z = (+r)/(-r) Mr = Mz - Mz + Mz - M0z Mr = *Mz - Mz - Mz + *M0z Mr = *Mz + Mz - Mz - *M0z M0r = Mz + Mz + Mz + M0z % Współczynnik tablicy Rutha br = cnv(mr, Mr) - cnv(mr, M0r) % Wartści wzmcnień przy których linie pierwiastkwe przecinaą krąg % ednstkwy rmr = rts( Mr) rmr = rts(mr) r_br = rts( br) rm0r = rts(m0r) % Wzmcnienie krytyczne = r_br() Mz =[ Mz*[ ] Mz*[ ] Mz*[ ] M0z*[ ] ] r_mz = rts( Mz) r = abs(r_mz()) theta = angle(r_mz()) % Wyznaczenie kresu scylaci w = theta/tp % Okres scylaci Tsc = *pi/w % Liczba próbek w pedynczym kresie scylaci Nsc = Tsc/Tp % Zapas wzmcnienia dla = 0 kr = r_br() D = kr/ GM = 0*lg0(D) % w decybelach ĆWICZENIA M. Schemat blkwy układu sterwania dyskretneg pkazany est na rysunku M.. Sknstruu linie pierwiastkwe wyznaczaąc: Zera i bieguny transmitanci pętli Punkt przecięcia asymptt, Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 8

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych ąty asymptt, dla > 0 raz < 0 Punkty rzgałęzień, ąty weścia i wyścia linii pierwiastkwych d biegunów i zer znaduących się pza sią liczb rzeczywistych Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym Na pdstawie wykreślnych linii pierwiastkwych i kryterium Rutha kreśl Zakres wartści strneg parametru dla któreg układy te są stabilne Wartść wzmcnienia krytyczneg kr przy którym w układzie pawiaą się scylace stałe amplitudzie, kres tych scylaci T sc raz liczbę próbek znaduącą się w ednym kresie scylaci N sc. Dla = wyznacz zapas wzmcnienia R(s) E(s) E * (s) T p ZOH G(s) Y(s) Rys. M.. Schemat blkwy układu regulaci dyskretne z ednstkwym sprzężeniem zwrtnym. a) G ( s) b) G ( s) ( s ), kres próbkwania T p = 0. [s]. s 9s 7s ( s ), kres próbkwania T p = 0.5 [s]. s( s s ) c) G ( s) ( s s 0), kres próbkwania T p = 0. [s]. s ( s 6) d) G ( s) s ( s 7s ), kres próbkwania T p = 0.5 [s]. 6s ( s ) e) G ( s), kres próbkwania T p = 0.5 [s]. s( s 6s 4) f) g) h) i) ( s 4s 5) G ( s), kres próbkwania T p = 0. [s]. s ( s ) ( s ) G ( s), kres próbkwania T p = 0.5 [s]. s s 4s 6 ( s s ) G ( s), kres próbkwania T p = 0.5 [s]. s ( s 5) ( s 5s ) G ( s), kres próbkwania T p = 0. [s]. s( s s 0) ( s 8s 40) ) G ( s), kres próbkwania T p = 0. [s]. s 4s s 5 ( s ) k) G ( s), kres próbkwania T p = 0.5 [s]. s 9s 0s 4 Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 9

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych l) ( s 7s 4) G ( s), kres próbkwania T p = 0. [s]. s ( s 6) ODPOWIEDZI DO ĆWICZEŃ M. a) 0.06z 0.008z 0.006 GH ( z) z.04z.06z 0.65 Punkt przecięcia asymptt: a =.808, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna ( > 0) 0.99 + 0.05: = 4.95 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( < 0) 0.99 + 0.05: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.746; dla < 0, z = 0.90. = 65.6085 009 4. 405) r 080.5) r 07 0. 56) r (0. 006 0. 007) 0 Stabilny: < < 06.554; Wzmcnienie krytyczne: kr = 06.554; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.058 0. 998 dla = 06.554,, Okres scylaci: T sc = 0.77 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc =.8567 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 40.55 [db] b) 0.088z 0.0090z 0.06 GH ( z) z.85z.8577z 0.474 Punkt przecięcia asymptt: a =.6989, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.76; z = 0.8860 dla < 0, brak 007 5. 754) r 0860.05) r ( 00680. 074). r 008. 0 Stabilny: 0 < < 8.474; Wzmcnienie krytyczne: kr = 8.474; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.769 0. 690 dla = 8.474,, Okres scylaci: T sc =.659 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 9.068 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 8.4 [db] c) 0.0849z 0.469z 0.0695 GH ( z) z.5488z.0976z 0.5488 Punkt przecięcia asymptt: a = 0.889, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.0000; dla < 0, z = 0.746. ) 0 695). r (0. 705.8048) r 0. 0 r 00075. 0 Stabilny: < < 06.554; Wzmcnienie krytyczne: kr = 0.579; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.9959 0. 09 dla = 0.579,, Okres scylaci: T sc = 6.96 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 69.65 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 5.5489 [db] 0.0666z 0.0074z 0.07 d) GH ( z) z.6094z 7.08z 0.00 Punkt przecięcia asymptt: a =.808, Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera 0

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna ( > 0) 0.7806 + 0.4: = 0.4597 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( < 0) 0.7806 + 0.4: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.4875; dla < 0, z = 0.796. = 8.4597 0475 44). r ( 009..870) r ( 00945. 07794). r (0. 06 006). 0 Stabilny: < < 4.769; Wzmcnienie krytyczne: kr = 4.769; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.809 0. 985 dla = 4.769,, Okres scylaci: T sc =.795 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc =.5850 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 7.8757 [db] e) f) 0.05z 0.0079z 0.0094 GH ( z) z.096z.94z 0. Punkt przecięcia asymptt: a =.4, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.46; z = 0.908 dla < 0, brak. 0079 4. 687) r 064.075) r 0455 0. 58) r 0. 08 0 Stabilny: 0 < < 0.606; Wzmcnienie krytyczne: kr = 0.606; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.5798 0. 848 dla = 0.606,, Okres scylaci: T sc =.6494 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 6.5977 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 6.799 [db] 0.05z 0.76z 0.0706 GH ( z) z.7408z.486z 0.7408 Punkt przecięcia asymptt: a =.0, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z zera ( < 0) 0.849 + 0.08: = 70 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( > 0) 0.849 + 0.08: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.0000; dla < 0, z = 0.800. = 90 476 6. 96) r (0. 78.067) r 0. 0650 r 0004. 0 Stabilny: 0 < < 0.0; Wzmcnienie krytyczne: brak; Zapas wzmcnienia dla = : GM = 6.0 [db] g) 0.009z 0.0z 0.0047 GH ( z) z.474z 0.5707z 0.005 Punkt przecięcia asymptt: a = 0.066 ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna ( > 0) 0.754 + 0.594: = 58.46 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( < 0) 0.754 + 0.594: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z = 0.405; z = 0.77, z = 0.790 dla < 0, z 4 =.5854. = 78.46 048 045). r 008.8988) r 0670 09609). r 059 0. 095) 0 Stabilny: 0.759 < < 6; Wzmcnienie krytyczne: kr = 0.759; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.87 0. 487 dla = 0.759,, Okres scylaci: T sc = 6.74 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc =.48 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 5.560 [db] Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych h) i) ) k) 0.06z 0.95z 0.0 GH ( z) z.865z.570z 0.865 Punkt przecięcia asymptt: a = 0.8869, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. Punkty rzgałęzień: dla > 0, z = 0.7; z =.0000 dla < 0, brak 6085 5460). r (0.908.8540) r 0. 9987 r 0078. 0 Stabilny: 0 < < 8.457; Wzmcnienie krytyczne: brak; 0.074z 0.890z 0.04 GH ( z) z.55z.08z 0.670 Punkt przecięcia asymptt: a =.697, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna ( > 0) 0.6757 + 0.46: = 65.454 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( < 0) 0.6757 + 0.46: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z = 0.757; z = 0.796, z =.49, dla < 0, z 4 = 5.406. = 85.454 5908 6. 046) r (0. 9088.87) r ( 008. 0677). r 008. 0 Stabilny: 0 < <.809; Wzmcnienie krytyczne: kr =.809; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.9845 0. 75 dla =.809,, Okres scylaci: T sc = 7.66 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 5.680 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 5.58 [db] 0.549z 0.6z 0.0588 GH ( z) z.657z.6z 0.670 Punkt przecięcia asymptt: a =.06, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna ( > 0) 0.9846 + 0.8: = 6.98 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( < 0) 0.9846 + 0.8: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.86; dla < 0, z =.054. = 5.069 59 6. 648) r 68.46) r ( 05946. 0. 0) r (0. 09 0. 004) 0 Stabilny: 0.09< <.7899; Wzmcnienia krytyczne: kr = 0.09; kr =.7899; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.995 0. 0975 dla = 0.09, wówczas, Okres scylaci: T sc = 6.449 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 64.49 [próbek]. Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.96 0. 98 dla =.7899, wówczas,4 Okres scylaci: T sc = 0.54 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 5.4004 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM =.576 [db] 0.007z 0.00z 0.006 GH ( z) z.856z 0.987z 0.054 Punkt przecięcia asymptt: a =.0049, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. ąt wyścia linii pierwiastkwe z bieguna ( > 0) 0.8548 + 0.0809: = 98.5959 ąt weścia linii pierwiastkwe d bieguna ( < 0) 0.8548 + 0.0809: Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.8694; dla < 0, z = 0.8609. = 78.5959 Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera

Teria sterwania Linie pierwiastkwe dla układów dyskretnych 04.997) r 04.5547) r ( 0059. 0. 489) r (0. 078 007). 0 Stabilny:. < < 5.678; Wzmcnienie krytyczne: kr = 5.678; Punkty przecięcia z kręgiem ednstkwym: z 0.74 0. 9850 dla = 5.678, Okres scylaci: T sc =.40 [s], Liczba próbek w ednym kresie scylaci N sc = 4.4958 [próbek]. Zapas wzmcnienia dla = : GM = 4.647 [db] l) 0.80z 0.54z 0.05 GH ( z) z.0z.604z 0.0 Punkt przecięcia asymptt: a =.4, ąty asymptt: dla > 0, i = 80 ; dla < 0; i = 0, i = 0. Punkty rzgałęzień: dla > 0, z =.0000; z = 0.7605, z = 0.48, z 4 = 0.75; dla < 0, brak 55 5.048) r (0.98.795) r 0. r 0.086 0 Stabilny: 0 < < 9.94; Wzmcnienie krytyczne: brak Zapas wzmcnienia dla = : GM = 9.9495 [db] LITERATURA. u B.C.: Autmatic Cntrl f Dynamic Systems, 7 th ed, Addisn-Wesley & Sns Inc., 995. Ostatnia aktualizaca: 0--06 M. Tmera