19.Статика нелинейных сау.

1)Последовательное соединение

Сложение происходит по оси ординат.

Параллельное соединение

Хвых=х1+х2

Сложение производится по оси абсцисс

х1=Хвх-х2

20.Критерий абсолютной устойчивости для нелинейных систем с неустойчивой линейной частью.

Структурная схема имеет вид:

Схема эквивалентна исходной, т.к. обе связи взаимно компенсируют друг друга, r выбирается т.о. чтобы линейная часть системы стала устойчивой.

Формулировка критерия:

Для абсолютной устойчивости положения равновесия нелинейной САУ с неустойчивой ЛЧ достаточно, чтобы при выбранном коэффициенте r ЛЧ системы была устойчивой, чтобы можно было провести через точку с координатами прямую так, чтобы видоизмененная ЧХ полностью располагалась справа от этой прямой.

ЛЧ системы находится на границе устойчивости. Если в х.у. ЛЧ системы имеется хотя бы один нулевой или пара чисто мнимых корней, то для определения абсолютной устойчивости необходимо воспользоваться критерием, сформулированным для систем с устойчивой ЛЧ, но дополнить его 2 условиями:

1. Должно соблюдаться условие предельной устойчивости, под которым понимается устойчивость линейной системы с передаточной функцией

2. Нелинейная характеристика не должна касаться оси абсцисс, т.е. она должна принадлежать сектору

18. Виды управления ад с помощью пч

При скалярном управлении по определенному закону изменяют амплитуду и частоту приложенного к двигателю напряжения. Изменение частоты питающего напряжения приводит к отклонению от расчетных значений максимального и пускового моментов двигателя, к.п.д., коэффициента мощности. Поэтому для поддержания требуемых рабочих характеристик двигателя необходимо с изменением частоты одновременно соответственно изменять и амплитуду напряжения.

В существующих преобразователях частоты при скалярном управлении чаще всего поддерживается постоянным отношение максимального момента двигателя к моменту сопротивления на валу. То есть при изменении частоты амплитуда напряжения изменяется таким образом, что отношение максимального момента двигателя к текущему моменту нагрузки останется неизменным. Это отношение называется перегрузочная способность двигателя. При постоянстве перегрузочной способности номинальные коэффициент мощности и кпд двигателя на всем диапазоне регулирования частоты вращения практически не изменятся. Зависимость напряжения питания от частоты определяется характером нагрузки на валу двигателя.Важным достоинством скалярного метода является возможность одновременного управления группой электродвигателей.

Векторное управление позволяет существенно увеличить диапазон управления, точность регулирования, повысить быстродействие электропривода. Этот метод обеспечивает непосредственное управление врашаюшин моментом двигателя.

Вращающий момент определяется током статора, который создает возбуждающее магнитное поле. При непосредственном управлении моментом необходимо изменять кроме амплитуды и фазу статорного тока, то есть вектор тока. Этим и обусловлен термин «векторное управление».

Для управления вектором тока, а, следовательно, положением магнитного потока статора относительно вращающегося ротора требуется знать точное положение ротора в любой момент времени. Задача решается либо с помощью выносного датчика положения ротора, либо определением положения ротора путем вычислений по другим параметрам двигателя. В качестве этих параметров используются токи и напряжения статорных обмоток.

Менее дорогим является частотно регулируемый электропривод с векторным управлением без датчика обратной связи скорости, однако векторное управление при этом требует большого объема и высокой скорости вычислений от преобразователя частоты.

Кроме того, для непосредственного управления моментом при малых, близких к нулевым скоростям вращения работа частотно регулируемого электропривода без обратной связи по скорости невозможна.

Векторное управление с датчиком обратной связи скорости обеспечивает диапазон регулирования до 1:1000 и выше, точность регулирования по скорости - сотые доли процента, точность по моменту - единицы процентов.

1. Сигналы в автоматических системах

Сигнал — знак, физический процесс или явление, несущие Сообщение о каком-либо событии, состоянии объекта либо передающие команды управления, оповещения и т. д... Сигнал описывают мат. моделью, ф-ей, характеризующей изм-е парам-в сигнала. В радиотехнике альтернативой сигналу, к-й несёт полезную инф-ю, является шум— обычно случ. ф-ия времени, взаимодействующая с сигналом и искажающая его. Основн. задачей теоретич радиотехники явл-я извлечение полезной инф-ии из сигнала с обязательным учётом шума. В исследованиях сигнал часто предст-ся ф-ей времени, параметры к-ой могут нести нужную инф-ию. Способ записи этой ф-ии, а также способ записи мешающих шумов называют мат. моделью сигнала. Клас-ия с-ов: По физич. природе носителя инф-ии: электрич.; электромагн.; оптические; акустич.. По способу задания с-ла: регулярные, заданные аналит. ф-ей; нерегулярные (случайные), принимающие произвольные значения в любой момент времени. Для описания таких с-ов исп-ся аппарат теории вероятностей.

В зав-и от ф-ии, описывающей пар-ры сигнала, выделяют аналоговые(непрерывные)-описываются непрерывной функцией, дискретные(описываются ф-ей отсчетов,взятый в определенные моменты t), квантованные по уровню; дискретные С квантованные по уровню(цифровые).

Аналог. сигнал — С данных, у которого к-ый из представляющих пар-ов описывается ф-ей времени и непрерывным множеством возможных знач. Большинство сигналов имеют аналоговую природу, то есть изменяются непрерывно во времени и могут принимать любые значения на некотором интервале. Ввести такой сигнал в цифровую систему для обработки невозможно, так как на любом интервале времени он может иметь бесконечное множество значений, и для точного (без погрешности) представления его значения требуются числа бесконечной разрядности. Поэтому очень часто необходимо преобразовывать аналоговый сигнал так, чтобы можно было представить его последовательностью чисел заданной разрядности. Анал. сигн. часто используют для представления непрерывно изменяющихся физич. величин.

Дискретный С-сигнал, который представляется в виде отдельных отсчетов взятых по времени (как правило, согласно теореме Котельникова).Дискретизация аналогового сигнала состоит в том, что сигнал представл. в виде последовательности знач., взятых в дискретные моменты времени t_i. Обычно промежутки времени м-у последовательными отсчётами (Δt_i = t_i − t_i−1) постоянны; в таком случае, Δt называется интервалом дискретизации. Сами же значения сигнала x(t) в моменты измерения, то есть x_i = x(t_i), называются отсчётами.

Квантова́ние  —преобразование электрического сигнала, непрерывного во времени и по уровню, в последовательность дискретных (отдельных) либо дискретно-непрерывных сигналов, в совокупности отображающих исходный сигнал с заранее установленной ошибкой. разбиение диапазона знач непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Расстояния между этими уровнями называется шагом квантования Δ.

Цифровой — дискретный сигнал, квантованный по амплитуде. Квантование является частным случаем дискретизации, когда дискретизация происходит по одинаковой величине, называемой квантом.

Важным свойством цифрового сигнала, определившего его доминирование в современных системах связи, является его способность к полной регенерации вплоть до некоторого порогового отношения сигнал/шум, в то время как аналоговый сигнал удаётся лишь усилить вместе с наложившимися на него шумами. Здесь же кроется и недостаток цифрового сигнала: если цифровой сигнал утопает в шумах, восстановить его невозможно

Унифицированные сигналы: 1)непрерывные сигналы в виде постоянных или переменных токов и напряжений

2) Импульсные сигналы в виде серий импульсов пост тока.3) Кодоимпульсные сигналы.

2. Датчик, как элемент автоматической системы. Основные параметры датчиков

Датчик-первичный преобразователь, преобразующий контролируемую величину (р, t U, I.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы.

Обобщенно-функциональная схема датчика:

ЧЭ – чувствительный элемент; И_ЧЭ – слабый электрический сигнал; БЛК – блок линеаризации и компенсации; ВК – выходной каскад (служит для получения нужного формата сигнала).

Классификация по измеряемым параметрам: д. давления; расхода; уровня; температуры; положения; перемещения; датчик влажности.Классификация по принципу действия:оптические датчики(фотодатчики),Магнитоэлектрический датчик(На основеэффекта Холла);Пьезоэлектрический датчик;Тензопреобразователь;Ёмкостной датчик;Потенциометрический датчик;Индуктивный датчик.Классификация по характеру выходного сигнала: Дискретные, Аналоговые, Цифровые, Импульсные.