Analiza uchybowa układów dyskretnych

Podobne dokumenty
DODATEK 6. Pole elektryczne nieskończenie długiego walca z równomiernie rozłożonym w nim ładunkiem objętościowym. Φ = = = = = π

Funkcje analityczne. Wykład 13. Zastosowanie rachunku residuów do rozwiązywania problemów analizy rzeczywistej. Paweł Mleczko

ĆWICZENIE 5. Badanie przekaźnikowych układów sterowania

Optyka wiązek - Wiązka Gaussowska

UKŁADY REGULACJI PID DOBÓR NASTAW

3. Zapas stabilności układów regulacji 3.1. Wprowadzenie

Inżynieria Systemów Dynamicznych (5)

3. Zapas stabilności układów regulacji 3.1. Wprowadzenie

14. Regulatory w układach z opóźnieniem Wprowadzenie. Hs () Ws () Es () Ys () Us () Vs ()

Stabilność liniowych układów dyskretnych

Pręty silnie zakrzywione 1

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

9. OCENA JAKOŚCI PRACY UKŁADU REGULACJI

Urządzenia i Układów Automatyki Instrukcja Wykonania Projektu

4. Właściwości eksploatacyjne układów regulacji Wprowadzenie. Hs () Ys () Ws () Es () Go () s. Vs ()

Automatyka i robotyka

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: RAR n Punkty ECTS: 7. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

TEORIA SPRĘŻYSTOŚCI 10

Optymalizacja (w matematyce) termin optymalizacja odnosi się do problemu znalezienia ekstremum (minimum lub maksimum) zadanej funkcji celu.

Równoważniki dyskretne dla transmitancji układów ciągłych

Własności dynamiczne układów dyskretnych

KINEMATYKA. Pojęcia podstawowe

Dynamika punktu materialnego

Graf skierowany. Graf zależności dla struktur drzewiastych rozgrywających parametrycznie

Wycena europejskiej opcji kupna model ciągły

Układ regulacji automatycznej (URA) kryteria stabilności

Laboratorium Metod Statystycznych ĆWICZENIE 2 WERYFIKACJA HIPOTEZ I ANALIZA WARIANCJI

II.6. Wahadło proste.

PROBLEMY IDENTYFIKACJI I STEROWANIA NAPĘDAMI ELEKTROHYDRAULICZNYMI

Błędy obliczeń w analizach systemów obsługi funkcjonujące na budowie

Atom wodoru eV. Seria Lymana. od 91 nm to 122 nm. n = 2, 3,... Seria Paschena n = 4, 5,... n = 5, 6,... Seria Bracketta.

Transmitancje układów ciągłych

PAiTM. materiały uzupełniające do ćwiczeń Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych studia inżynierskie prowadzący: mgr inż.

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: RME s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Model klasyczny gospodarki otwartej

Ruch kulisty bryły. Kinematyka

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Sterowanie ciągłe. Teoria sterowania układów jednowymiarowych

PRAWO FOURIERA - KIRCHOFFA WYKŁAD 12

Przedmowa 5. Rozdział 1 Przekształcenie Laplace a 7

Wykład 4. Zasada zachowania energii. Siły zachowawcze i niezachowawcze

Fizyka dla Informatyki Stosowanej

Modelowanie i obliczenia techniczne. Modelowanie matematyczne Metody modelowania

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej

PODSTAWY AUTOMATYKI 2 ĆWICZENIA

Modele odpowiedzi do arkusza Próbnej Matury z OPERONEM. Matematyka Poziom rozszerzony

Grawitacja: - wiąże wszystkie masy we Wszechświecie, - jest najsłabszą wśród znanych nam sił, - działa na wszystkich odległościach,

Laboratorium Metod i Algorytmów Sterowania Cyfrowego

Laboratorium z podstaw automatyki

m q κ (11.1) q ω (11.2) ω =,

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 6 AUTOMATYKA

11. DYNAMIKA RUCHU DRGAJĄCEGO

Masa centralna a krzywa rotacji dysków akrecyjnych w układach samograwitujących

Publiczne Gimnazjum w Miechowicach Wielkich 1 września na i rozumie pojęcie potęgi o wykładniku naturalnym,

Zakład Procesów Chemicznych i Biochemicznych Politechniki Wrocławskiej. Termodynamika Procesowa Laboratorium. Wyznaczanie współczynników dyfuzji

Zadania otwarte. 2. Matematyka. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i Gazetą Wyborczą n n. 2n n. lim 10.

WYBRANE ZAGADNIENIA ODKSZTAŁCEŃ NAPĘDOWEGO KOŁA PNEUMATYCZNEGO CIĄGNIKA ROLNICZEGO. Bronisław Kolator

PRZEKŁADNIE ZĘBATE CZOŁOWE ŚRUBOWE. WALCOWE (równoległe) STOŻKOWE (kątowe) ŚLIMAKOWE HIPERBOIDALNE. o zebach prostych. walcowe. o zębach.

1. Regulatory ciągłe liniowe.

A = {dostęp do konta} = {{właściwe hasło,h 2, h 3 }} = 0, (10 4 )! 2!(10 4 3)! 3!(104 3)!

14. Pole elektryczne, kondensatory, przewodniki i dielektryki. Wybór i opracowanie zadań : Andrzej Kuczkowski.

WYDZIAŁ FIZYKI, MATEMATYKI I INFORMATYKI POLITECHNIKI KRAKOWSKIEJ Instytut Fizyki LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI, ELEKTRONIKI I MIERNICTWA

Guanajuato, Mexico, August 2015

Ćwiczenie 10. Wyznaczanie współczynnika rozpraszania zwrotnego promieniowania beta.

MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH I NIEELEKTRYCZNYCH

Katedra Geotechniki i Budownictwa Drogowego. WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

Metody optymalizacji. dr inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

LINIOWE UKŁADY DYSKRETNE

Sterowanie optymalne przy kwadratowym wskaźniku jakości (LQR)

Andrzej Leśnicki Laboratorium CPS Ćwiczenie 8 1/9 ĆWICZENIE 8. Próbkowanie i rekonstrukcja sygnałów

Edycja pierwsza 2014/1015. dla kierunku fizyka medyczna, I rok, studia magisterskie

Wpływ odstępu próbkowania na dokładność estymacji charakterystyk probabilistycznych niestacjonarnych sygnałów zmodulowanych

Dyskretyzacja równań różniczkowych Matlab

STRUKTURA STEROWANIA UKŁADEM TRÓJMASOWYM Z REGULATOREM STANU

J. Szantyr Wykład 11 Równanie Naviera-Stokesa

KRYTERIA ALGEBRAICZNE STABILNOŚCI UKŁADÓW LINIOWYCH

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

PRZEKŁADNIK PRĄDOWY BROOKSA I HOLTZA I Z MODYFIKACJĄ BAYAJIANA I SKAETSA

Nazwa przedmiotu: Techniki symulacji. Kod przedmiotu: EZ1C Numer ćwiczenia: Ocena wrażliwości i tolerancji układu

MECHANIKA III (Mechanika analityczna)

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Metody dokładne w zastosowaniu do rozwiązywania łańcuchów Markowa

PRAWA ZACHOWANIA Prawa zachowania najbardziej fundamentalne prawa:

Transformator Φ M. uzwojenia; siła elektromotoryczna indukowana w i-tym zwoju: dφ. = z1, z2 liczba zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego.

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia VI Dobór nastaw regulatora typu PID metodą Zieglera-Nicholsa.

Inżynieria Systemów Dynamicznych (4)

Notatki z II semestru ćwiczeń z elektroniki, prowadzonych do wykładu dr. Pawła Grybosia.

Wzmacniacze tranzystorowe prądu stałego

Metoda oceny efektywności realizacji międzynarodowej usługi transportowej

MIESZANY PROBLEM POCZĄTKOWO-BRZEGOWY W TEORII TERMOKONSOLIDACJI. ZAGADNIENIE POCZĄTKOWE

Sterowanie Procesami Ciągłymi

Modelowanie w pakiecie Matlab/Simulink

ZASTOSOWANIE GRANICZNYCH ZAGADNIEŃ ODWROTNYCH DO OKREŚLANIA DOPUSZCZALNYCH STĘŻEŃ SUBSTANCJI CHEMICZNYCH NA POWIERZCHNI TERENU

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

PROPAGACJA PIORUNOWEGO ZABURZENIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO NAD ZIEMIĄ

Laboratorium z podstaw automatyki

Binarne Diagramy Decyzyjne

Badanie wpływu parametrów korektora na własności dynamiczne układu regulacji automatycznej Ćwiczenia Laboratoryjne Podstawy Automatyki i Automatyzacji

Maria Dems. T. Koter, E. Jezierski, W. Paszek

1. Transformata Laplace a przypomnienie

Transkrypt:

Akademia Moska w Gdyni ateda Automatyki Okętowej eoia steowania Analia uchybowa układów dysketnych Miosław omea. WPOWADZENIE Analia uchybowa eowadona w tym oacowaniu oganicona jest tylko do układów jednostkowym sężeniem wotnym. Sygnały wejściowy i wyjściowy tyowego układu steowania dysketnego są funkcjami ciągłymi w casie, tak jak okaano to na ysunku, (t) (s) e(t) E(s) e (t) E (s) ZOH G (s) Poces G (s) y(t) Y(s) G(s) ys.. Schemat blokowy układu steowania dysketnego wobec tego sygnał uchybu mógłby ostać definiowany nastęująco e ( t) ( t) y( t) () gdie (t) jest sygnałem wejściowym, natomiast y(t) sygnałem wyjściowym. W wiąku tym, że wewnąt układu ojawiają się dane dysketne to do oisu tych układów stosuje się tansfomatę lub ównania óżnicowe i sygnały wejściowy i wyjściowy eeentowane są w ostaci óbkowanej, odowiednio (k) oa y(k). Wobec tego sygnał uchybu e ( k) ( k) y( k) () Uchyb w stanie ustalonym w chwilach óbkowania definiowany jest jako e u lim e( t) lim e( k) () t k Pe astosowanie twiedenia o watości końcowej tansfomaty, uchyb w stanie ustalonym e u lim e( k) lim( ) E( ) (4) k y ałożeniu, że ( ) E( ) nie ma żadnego bieguna na ewnąt okęgu jednostkowego na łascyźnie. Należy anacyć, że awdiwym uchybem w układie jest e(t); e u okeśla uchyb tylko w chwilach óbkowania. Pe wyażenie E() w ależności od () oa ównanie uchybowe aisywane jest nastęująco: Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea

Analia uchybowa układów dysketnych ( ) e u lim e( k) lim( ) k G G ( ) (5) Wyażenie to okauje że uchyb w stanie ustalonym ależy aówno od sygnału odniesienia jak ównież od tansmitancji w toe beośednim G G ( ). ak jak w układie ciągłym oważane są h 0 ty odstawowe tyy sygnałów i owiąanych nimi stałych uchybowych oa tyów układów. Załóżmy, że tansmitancja ocesu steowanego w układie ysunku, ma ostać gdie N = 0,,,... ansmitancja G G ( ) a s)( b s)...( ms) (6) N s ( s)( s)...( ) h 0 ns a s)( b s)...( ms) ( ) Z (7) N s ( s)( s)...( s) n. UCHYB W SANIE USALONYM PO PODANIU NA WEJŚCIE UŁADU EGULACJI SYGNAŁU ZADANEGO O POSACI FUNCJI SOOWEJ Dla sygnału adanego (t) o ostaci funkcji skokowej o amlitudie tansfomata ma ostać Podstawiając () do ównania (5), otymuje się ( t) ( t) (8) ( ) (9) e u lim( ) lim (0) G G ( ) G G ( ) lim G G ( ) Zakładając, że stała uchybu oycyjnego będie definiowana jako lim Gh 0 G () Widać stąd, że uchyb w stanie ustalonym układu steowania dysketnego jest odnosony do stałej uchybu skokowego w taki sam sosób jak w yadku układu ciągłego tą óżnicą, że jest wynacane w oaciu o ównanie (0). Można owiąać stałą tyem układu. Dla układu tyu 0, N = 0 w ównaniu (7), cyli a s)( b s)...( ms) ( ) Z () N s ( s)( s)...( s) Dokonując okładu na ułamki oste funkcji najdującej się w nawiasie ównania (), otymuje się ( ) Z oostale ( ) oostale () s W wiąku tym, że nieeowe bieguny nie awieają w mianowniku składnika ( ), stała uchybu skokowego aisywana jest jako lim G G ( ) lim( ) n (4) Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea

Analia uchybowa układów dysketnych Podobnie dla układu tyu, będie miało cynnik elementowi ( ). Powoduje to że stała uchybu skokowego samo będie dla układów tyu więksego od. s w mianowniku co odowiada będie nieskońconością. ak abela. Stałe uchybu i uchyby w stanie ustalonym o odaniu sygnału adanego o ostaci funkcji skokowej y układu e u 0 ( ) 0 0. UCHYB W SANIE USALONYM PO PODANIU NA WEJŚCIE UŁADU EGULACJI SYGNAŁU ZADANEGO O POSACI FUNCJI LINIOWO-NAASAJĄCEJ Dla sygnału adanego (t) o ostaci funkcji liniowo-naastającej o nachyleniu tansfomata ma ostać ( t) t ( t) (5) ( ) (6) ( ) Podstawiając () do ównania (5), otymuje się ( ) e u lim( ) lim (7) G G ( ) ( )[ G G ( )] lim[( ) ] G G ( ) Zakładając, że stała uchybu ędkościowego będie definiowana jako v lim[( ) GG ] (8) Stała uchybu ędkościowego jest użytecna tylko wówcas gdy sygnał wejściowy (t) jest funkcją liniowo naastającą i jeśli funkcja ( ) w ównaniu (8) nie ma żadnych biegunów na ewnąt okęgu jednostkowego. Zależności omiędy uchybem w stanie ustalonym a tyem układu dla sytuacji w któej sygnał adany ma ostać sygnału liniowo-naastającego o nachyleniu awate są w tabeli. abela. Stałe uchybu i uchyby w stanie ustalonym o odaniu sygnału adanego o ostaci funkcji liniowonaastającej v e u, v, y układu v e u 0 0 0 4. UCHYB W SANIE USALONYM PO PODANIU NA WEJŚCIE UŁADU EGULACJI SYGNAŁU ZADANEGO O POSACI FUNCJI PAABOLICZNEJ Dla sygnału adanego (t) o ostaci funkcji aabolicnej i wsółcynniku Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea

Analia uchybowa układów dysketnych tansfomata ma ostać ( t) t ( t) (9) ( ( ) (0) ( Podstawiając () do ównania (5), otymuje się ( ) ( ) ( ) e u lim( ) lim () G 0 ( ) h G ( ) [ GG ] lim[( ) ] G G ( ) a Zakładając, że stała uchybu aabolicnego będie definiowana jako ) ) a lim[( ) G 0G ( )] h () Zależność omiędy uchybem e, (t) ma ostać funkcji aabolicnej ebany jest w tabeli. u a oa tyem układu dla yadku w któym sygnał wejściowy abela. Stałe uchybu i uchyby w stanie ustalonym o odaniu sygnału adanego o ostaci funkcji aabolicnej y układu a e u 0 0 0 0 Pykład Schemat blokowy układu steowania imulsowego okaany jest na ysunku.. Okes óbkowania = 0. [s]. a) Wynac stałe uchybowe, v, a. b) Wynac akes stabilności dla stojonego aametu. (s) E(s) E (s) ZOH H(s) 5 s(s+) Y(s) ys... Schemat blokowy badanego układu owiąanie. W iewsej kolejności należy ekstałcić układ ysunku. do ostaci dysketnej. W tym celu należy wynacyć astęcą tansmitancję dysketną ołącenia kaskadowego ekstaolatoa eowego ędu i tansmitancji oeatoowej ocesu. Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 4

Analia uchybowa układów dysketnych = ( ) Z s = 0.04.887 0.09) 0.887 = 0.04 ( )( 0.09) 0.887) (.) Po wynaceniu tansmitancji dysketnej ołącenia kaskadowego ekstaolatoa eowego ędu i ocesu, oatywany układ ysunku. można edstawić w ostaci układu okaanego na ysunku.. () E() 0.04 + 0.09.887 + 0.887 Y() ys... Schemat blokowy badanego układu. Stałą uchybu skokowego wynaca się e wou (0) i w tym yadku 0.04 0.09) 0.045 lim GG lim (.).887 0.887 0 Stałą uchybu ędkościowego v wynaca się e wou (5) i w tym yadku v lim[( ) G G ( )] lim ( 0.04 ) ( )( 0.09) 0.887) 0.5 (.) Ze wou (.) widać, że watość stałej uchybu ędkościowego układie ysunku.. ależeć będie aówno od wmocnienia w układie jak i cęstotliwości óbkowania. Stałą uchybu yśieseniowego a wynaca się e wou (8) i dla oważanego w tym ykładie układu (0.04 0.09) lim[( ) ( )] lim ( ) a G 0 0 h G (.4) ( )( 0.887) Poostaje do wynacenia akes stojonego aametu owalający na stabilną acę układu. ównanie chaakteystycne uyskane na odstawie tansmitancji dysketnej (.) M ( ) (0.04.887) 0.09 0.887 = 0 (.5) oystając waunku koniecnego kyteium Juy, uyskuje się nastęujące waunki stabilności M ( ) 0.45 0 (.6) M ( ) 0.005.675 0 (.7) a.09 0.887 (.8) 0 0 a Na odstawie waunków stabilności (.6), (.7) oa (.8) wynaca się akes aametu owalający na stabilna acę układu. 0 < < 8.757 (.9) Oblicenia wykonane w tym ykładie ostały uyskane y użyciu nastęującego kodu ogamu Matlaba. clea close all echo off clc Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 5

Analia uchybowa układów dysketnych % Paamety tansmitancji ocesu numc = 5; denc = [ 0]; sysc = tf( numc, denc); %sisotool( sysc) = 0.; % Okes óbkowania % onwesja do ostaci dysketnej sysd = cd( sysc,, 'oh'); [numd, dend] = tfdata( sysd, 'v') % Wsółcynniki wielomianu licnika tansmitancji dysketnej b = numd(); b = numd(); b0 = numd(); % Wsółcynniki wielomianu mianownika tansmitancji dysketnej a = dend(); a = dend(); a0 = dend(); % Wsółcynniki ównania chaakteystycnego Ma = [b a]; Ma = [b a]; Ma0 = [b0 a0]; % yteium Juy % Wsystkie onieżse wsółcynniki musą % być dodatnie = ; M = Ma^ + Ma + Ma0 = oots(m) = -; M_ = Ma^ + Ma + Ma0 _ = oots(m_) M0 = [0 ]- Ma0 0 = oots(m0) Pykład Wynac uchyb w stanie ustalonym ojawiający się w układie egulacji ysunku.. Okes óbkowania = 0. [s]. Sygnał adany ma ostać funkcji ( t) 5 t ( t) (s) E(s) E (s) s + 5s + 0) ZOH s + 7s Y(s) ys... Schemat blokowy układu egulacji dysketnej jednostkowym sężeniem wotnym. Sawdź ównież akes stojonego aametu dla któego układ ten jest stabilny i uyskany wynik jest oawny. Dodatkowo wynac wmocnienie kytycne k oa ile óbek N osc mieści się w jednym okesie oscylacji. owiąanie. W iewsej kolejności należy wynacyć ostać dysketną ołącenia kaskadowego ekstaolatoa eowego ędu i tansmitancji ocesu w tym yadku = ( ) Z s = 0.5.4966 0.55.99 0.05) 0.4966 Dla oteb wynacania uchybu w stanie ustalonym wato aisać mianownik wynaconej tansmitancję dysketnej (.) w ostaci ilocynowej (.) Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 6

Analia uchybowa układów dysketnych = 0.5 ( ) ( Sygnał adany ma ostać funkcji aabolicnej 0.55 0.4966) 0.05) (.) ( t) 5 t ( t) 0 t ( t) (.) cyli amlituda tego sygnału wynosi = 0. Uchyb w stanie ustalonym dla sygnałów adanych o ostaci funkcji aabolicnej wynacany jest e wou (9), wymaga on jednak wceśniejsego wynacenia stałej uchybu yśieseniowego a e wou (0) 0.5 0.55 0.05) 0.007 a lim ( ). 486 ( ) ( 0.4966) 0.504 (.4) i watość uchybu w stanie ustalonym e u a 0.486 7 Uchyb w stanie ustalonym będie wynosił dokładnie tyle ile wynika e wou (.5) jeśli układ ysunku.. będie stabilny i dlatego też tea należy sawdić dla jakiego akesu aametu stojonego układ ten będie stabilny. Sawdenie to ostanie wykonane y użyciu kyteium outha. W tym celu najiew należy naleźć tansmitancję układu amkniętego 0.5 0.55 0.05) ( ) (.6) (0.5.4966) ( 0.55.99) (0.05 0.4966) ównanie chaakteystycne (.5) (0.5.4966) ( 0.55.99) (0.05 0.4966) 0 (.7) Stabilność ostanie wynacona y użyciu kyteium outha o astosowaniu odstawienia będącego ekstałceniem okęgu jednostkowego na łascyźnie miennej esolonej na lewą ółłascynę miennej esolonej. Po tym odstawieniu ównanie chaakteystycne (.7) yjmuje ostać (.8) ( 0.0 5.986) (0.097.07) 0.094 0.007 0 (.9) ablica outha 0.0 5. 986 0.094 0.097. 07 0.007 0 (0.08 0.786) 0.097.07 0.007 Układ ten będie stabilny jeśli wsystkie elementy iewsej kolumny mają watość więkse od ea, daje to ctey waunki na aamet stojony : o 0.0 5.986 0 o 0.097.07 0 (.0) Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 7

Analia uchybowa układów dysketnych o 0.08 0.786) 0 0.097.07 4 o 0.007 0 Z owiąania układu ównań (.0) uyskuje się nastęujące cąstkowe akesy dla dobou odowiedniego wmocnienie o 9. 949 o. 4965 (.) o 7. 0 lub 0 4 o 0 Po owiąaniu układu ównań (.) okauje się, że układ egulacji ysunku.. będie stabilny gdy 0 9.949 (.) olejnym oblemem w tym adaniu jest wynacenie wmocnienia kytycnego. Wmocnienie kytycnym jest takie wmocnienie któe euje wsółcynnik w iewsej kolumnie y i najduje się na ganicy stabilności. W tym yadku nie ma takiego wmocnienia, dlatego też nie ma yadku w któym można by uyskać oscylacje o stałej amlitudie. Pomijam taki yadek w któym uyskuje się układ naemiennymi óbkami o stałej amlitudie ale o eciwnych nakach. Pykład Wynac uchyb w stanie ustalonym ojawiający się w układie egulacji ysunku.. Okes óbkowania = 0. [s]. Sygnał adany ma ostać funkcji ( t) 4 ( t) (s) E(s) E (s) s ) ZOH s 4 + 5s + s + 4s + 6 Y(s) ys... Schemat blokowy układu egulacji dysketnej jednostkowym sężeniem wotnym. Sawdź ównież akes stojonego aametu dla któego układ ten jest stabilny i uyskany wynik jest oawny. Dodatkowo wynac wmocnienie kytycne k oa ile óbek N osc mieści się w jednym okesie oscylacji. owiąanie. W iewsej kolejności należy wynacyć ostać dysketną ołącenia kaskadowego ekstaolatoa eowego ędu i tansmitancji ocesu w tym yadku = ( ) Z s = 0.000 Sygnał adany ma ostać funkcji aabolicnej 4.0 0.007.4664 0.000.86 0.0007) 0.679 (.) ( t) 4 ( t) (.) cyli amlituda tego sygnału wynosi = 4. Uchyb w stanie ustalonym dla sygnałów adanych o ostaci funkcji skokowej wynacany jest e wou (9), wymaga on jednak wceśniejsego wynacenia stałej uchybu oycyjnego e wou (0) Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 8

Analia uchybowa układów dysketnych 0.000 0.007 0.000 0.0007) 0.000 P lim 0. 667 4.0.4664.86 0.679 0.0058 (.) i watość uchybu w stanie ustalonym 4 e (.4) u P P Uchyb w stanie ustalonym będie wynosił dokładnie tyle ile wynika e wou (.4) jeśli układ ysunku.. będie stabilny i dlatego też tea należy sawdić dla jakiego akesu aametu stojonego układ ten będie stabilny. Sawdenie to ostanie wykonane y użyciu kyteium outha. W tym celu najiew należy naleźć tansmitancję układu amkniętego 0.000 0.007 0.000 0.0007) ( ) (.5) 4 (0.000.0) (0.007.4664) ( 0.000.86) 0.0007 0.679 ównanie chaakteystycne 4 (0.000.0) (0.007.4664) ( 0.000.86) 0.0007 0.679 0 (.6) Stabilność ostanie wynacona y użyciu kyteium outha o astosowaniu odstawienia będącego ekstałceniem okęgu jednostkowego na łascyźnie miennej esolonej na lewą ółłascynę miennej esolonej. Po tym odstawieniu ównanie chaakteystycne (.6) yjmuje ostać 4 M ( ) ( 0. 000 9. 667) ( 0. 005 4. 90) ( 0. 007 746). (.7) ablica outha ( 0. 005 066). ( 0. 000 0. 0058) 0 (.8) 4 0.000+9.667 0.007 +.746 0.000 + 0.0058 0.005+4.90 0.005 + 0.66 9.778 6 6.779 0 0.44 4.95 0.005 4.90 0 8 6.779 0 0.005 6 0.44 0.0560 4.95 0.556 0.000 + 0.0058 0 0.00097 + 0.0058 Układ ten będie stabilny jeśli wsystkie elementy iewsej kolumny mają watość więkse od ea, daje to ctey waunki na aamet stojony : o 0.000 9.667 0 o 0.005 4.90 0 (.9) o 0.0000079 0.44547 4.9548956 0 0.005 4.90 8 4 o 9.78 0 0.005647 0.0560 0.557 0 0 4 6 5.8 0 0 8.699 0 0.007989 0.78.66 5 o 0.00097 0.0058 0 Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 9

Analia uchybowa układów dysketnych Dla każdej nieówności (.9) akesy owiąań są nastęujące o 0. 9 o 96. 658 (.0) o 4. 669 lub 4.6406 4 o 7.8447 4. 7609 lub 60.979 5 o 6 Po wynaceniu wsólnego akesu dla owiąań cąstkowych (.0) okauje się, że układ egulacji ysunku.. będie stabilny gdy 7.8447< < 6 (.) olejnym agadnieniem do owiąania jest wynacenie wmocnienia kytycnego. oystając analiy tablicy outha, wmocnieniem kytycnym w oatywanym układie jest watość k = 7.8447 (.) Podstawiając watość ównania (.) do ównania (.6) wynacone ostanie ównanie chaakteystycne awieające iewiastki esolone najdujące się na okęgu jednostkowym 4.098.45.790 0.70 0 (.) owiąania ównania (.) są nastęujące o j 0.9784 j0. e 0. 084 069 o j 0.9784 j0. e 0. 084 069 (.4) o j 0.56 j0.008 0. e 0. 608 549 4 o j 0.56 j0.008 0. e 0. 608 4 549 Dwa iewse bieguny oa najdują się dokładnie na okęgu jednostkowym. Do wynacenia osukiwanej licby óbek w tym okesie osłuży biegun Wynacona ulsacja Okes oscylacji 0.9784 j0. 069 j e 0.084 0. 0.084.04 osc 6.09 [s].04 Posukiwana licba óbek w wynaconym okesie oscylacji Nosc 6.09 Nosc 0.454 [óbek] 0. j j e e (.5) (.6) Oblicenia wykonane w tym ykładie ostały uyskane y użyciu nastęującego kodu ogamu Matlaba. clea close all echo off clc % Paamety tansmitancji ocesu Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 0

Analia uchybowa układów dysketnych numc = [ -]; denc = [ 5 4 6]; sysc = tf( numc, denc) %sisotool( sysc) = 0.; % Okes óbkowania % onwesja do ostaci dysketnej sysd = cd( sysc,, 'oh'); [numd, dend] = tfdata( sysd, 'v') % = oots( dend) % Wynacenie stałej uchybu oycyjnego num = sum( numd) den = sum( dend) = num/den % Watość uchybu oycyjnego = 4; eu = /(+) % Wsółcynniki wielomianu licnika tansmitancji dysketnej b4 = numd(); b = numd(); b = numd(); b = numd(4); b0 = numd(5); % Wsółcynniki wielomianu mianownika tansmitancji dysketnej a4 = dend(); a = dend(); a = dend(); a = dend(4); a0 = dend(5); % Wynacenie wsółcynników ównania chaakteystycnego M() M4 = [b4 a4] M = [b a] M = [b a] M = [b a] M0 = [b0 a0] % Wynacenie wsółcynników ównania chaakteystycnego M() M4 = M4 - M + M - M + M0 M = 4M4 - M + M - 4M0 M = 6M4 - M + 6M0 M = 4M4 + M - M - 4M0 M0 = M4 + M + M + M + M0 % Wynacenie kolejnych wsółcynników % iewsej kolumny tablicy outha b4 = M4 b = M b = conv(m,m) - conv(m4,m) b = conv(conv(m,m),m) - conv(conv(m,m),m4)... conv(conv(m,m),m0) b0 = M0 % Wynacenie ganicnych watości aametów dla oscególnych % waunków stabilności a4k = b4(); b4k = b4(); g4 = b4k/a4k ak = b(); bk = b(); g = bk/ak b = oots( b); ga = b() gb = b() b = oots( b); ga = b() gb = b() gc = b() a0k = b0(); b0k = b0(); g0 = -b0k/a0k = b() M = [M4[ ]' M[ ]' M[ ]' M[ ]' M0[ ]'] Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea

Analia uchybowa układów dysketnych No = ; M = oots( M) M = abs( M No)) theta = angle ( M No)) w = theta/ osc = i/w Nosc = osc/ ĆWICZENIA W MALABIE M. Schemat blokowy układu steowania imulsowego okaany jest na ysunku M.Wynac uchyb w stanie ustalonym ojawiający się w tym układie egulacji. Sawdź ównież akes stojonego aametu dla któego układ ten jest stabilny i uyskany wynik jest oawny. Dodatkowo wynac wmocnienie kytycne k oa ile óbek N osc mieści się w jednym okesie oscylacji. (s) E(s) E (s) ZOH H(s) G (s) Y(s) ys. M. Schemat blokowy układu egulacji dysketnej jednostkowym sężeniem wotnym. a) b) c) d) e) f) g) h) i) s), (t) = 5 ( t ), okes óbkowania = 0. [s]. s 9s 7s s ), (t) = 4t ( t), okes óbkowania = 0.5 [s]. s( s s ) s s 0), (t) = t ( t), okes óbkowania = 0. [s]. s ( s 6) s ), (t) = ( t ), okes óbkowania = 0.5 [s]. s 7s 6s s ), (t) = 0 ( t ), okes óbkowania = 0.5 [s]. s( s 6s 4) s 4s 5), (t) = 0t ( t), okes óbkowania = 0. [s]. s ( s ) s ), (t) = 5 ( t ), okes óbkowania = 0.5 [s]. s s 4s 6 s s ), (t) = t ( t), okes óbkowania = 0.5 [s]. s ( s 5) s 5s ), (t) = 0t ( t), okes óbkowania = 0. [s]. s( s s 0) Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea

Analia uchybowa układów dysketnych s 8s 40) j), (t) = ( t ), okes óbkowania = 0. [s]. s 4s s 5 s ) k), (t) = 0 ( t ), okes óbkowania = 0.5 [s]. s 9s 0s 4 l) s 7s 4), (t) = 5t ( t), okes óbkowania = 0. [s]. s ( s 6) ODPOWIEDZI DO WYBANYCH ĆWICZEŃ M. a) 0.008 0.0076 0.0068) 5, 0. 5, e u ;.06.06 0.65 0. 5 Zakes stabilności: < < 5.6660; Wmocnienie kytycne k = 5.6660; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 5.64 b) c) d) e) 0.088 0.0090 0.06) 4, v, e u ;.85.8577 0.474 Zakes stabilności: 0 < < 8.474 Wmocnienie kytycne k = 8.474; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 9.068 0.0849 0.469 0.0695). 6, a. 6667, e u ;.5488.0976 0.5488 Zakes stabilności: 0.579 < < Wmocnienie kytycne k = 0.579; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 69.65 0.0666 0.0074 0.07),, e u ;.6094 0.708 0.00 Zakes stabilności: < < 4.769 Wmocnienie kytycne k = 4.769; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc =.5850 0.05 0.0079 0.0094),, e u 0 ;.096.94 0. Zakes stabilności: 0 < < 0.606 Wmocnienie kytycne k = 0.606; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 6.5977 f) 0.05 0.76 0.0706) G 0G.7408.486 0.7408 Zakes stabilności: 0 < < 0.0 Wmocnienie kytycne: bak h, v u, e 0 ; g) 0.009 0.0 0.0047) 5, 0. 667, e u ;.474 0.570 0.005 0. 667 Zakes stabilności: 0.759 < < 6 Wmocnienie kytycne k = 0.759; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc =.48 h) 0.0 0.95 0.0) G 0G.865.570 0.865 Zakes stabilności: 0 < < 8.457 Wmocnienie kytycne: bak h, v u, e 0 ; Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea

Analia uchybowa układów dysketnych i) j) k) 0.074 0.890 0.04) 00, v 0., e u ;.55.08 0.670 Zakes stabilności: 0 < <.809 Wmocnienie kytycne k =.809; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 5.680 0.549 0.6 0.0588), 8, e u ;.657.6 0.670 8 Zakes stabilności: 0.09 < <.7899 Wmocnienie kytycne k =.7899; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 5.4004 0.007 0.00 0.006) 0, 0. 75, e u ;.856 0.987 0.054 0. 75 Zakes stabilności:. < < 5.678 Wmocnienie kytycne k = 5.678; Licba óbek w jednym okesie oscylacji N osc = 4.4958 l) 0.80 0.54 0.05), a 0. 6667,.0.604 0.0 Zakes stabilności: 0 < < 9.94 Wmocnienie kytycne: bak 5 e u ; LIEAUA. Fanklin G.F, Powell J.D., Emami-Naeini A.: Feedback Contol of Dynamic Systems. Addison-Wesley Publishing Comany, 986. uo B.C.: Automatic Contol of Dynamic Systems, 7th ed, Addison-Wesley & Sons Inc., 995. Ostatnia aktualiacja: 0--06 M. omea 4