Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
СБОРНИК ЛАБ РАБ аспирантам.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
24.12.2018
Размер:
8.58 Mб
Скачать

Синтез многомерных систем управления

Методику синтеза систем управления рассмотрим на примере синтеза регулятора для системы управления объектом, передаточная матрица которого имеет вид:

(8.8)

где матрица коэффициентов

Постановка задачи: для системы управления объектом, передаточная матрица которого имеет вид (8.8), синтезировать регулятор, реализующий пропорционально – интегрально – дифференциальный закон управления. При этом на запас устойчивости по фазе и на значение параметра (см. п. 3.3) наложены следующие условия:

.

Синтез регулятора

Собственными векторами матрицы (8.8) являются , значения которых вычисляются из следующих соотношений:

,

Соответствующие собственные значения равны:

, (8.9)

Таким образом, объект принадлежит к классу пространственно- инвариантных.

Определение параметров регулятора будем осуществлять, исходя из условия, что значения частот среза

модуля разомкнутой системы () равны значениям частот линии перегиба амплитудной характеристики регулятора (см. п 3.3). Тогда частоты среза модуля разомкнутой системы могут быть определены из следующего уравнения:

, (8.10)

Подставляя значения в (6.10) и проведя соответствующиевычисления, получим , . Выбрав и и подставив вычисленные значения и () в уравнение, определяющее точку перегиба, получим следующие соотношения:

, (8.11)

. (8.12)

Вычитая (6.12) из (6.11) и преобразуя, придем к следующему результату:

(3.13)

Из (6.13) следует, что . Положим . Для определения параметров и к уравнению (8.11) допишем уравнение, связывающее параметры регулятора с :

(8.14)

Рассматривая совместно (6.11) и (6.14), получим:

Для выбранных значений и определим значения модуля :

, .

Так как являются точками среза модуля разомкнутой системы, то значения коэффициентов усиления регулятора в этих точках равны:

, .

Приравнивая вычисленные значения к , получим:

(8.15)

Рассматривая совместно уравнения (8.15), придем к следующему результату: ,

Определение запасов устойчивости разомкнутой системы

Разомкнутая система состоит из регулятора и объекта. Запасы устойчивости по фазе могут быть определены из следующего соотношения:

,,

где фазовая характеристика регулятора, которая определяется в соответствии с (3.28);

— значения частот среза модуля разомкнутой системы, которые определяются из следующего уравнения:

,

— амплитудная характеристика регулятора.

Запасы устойчивости по модулю определяются из соотношения:

, ,

где - частоты среза, которые могут быть определены из следующего уравнения:

В рассматриваемом примере фазовые характеристики не пересекают линию , а следовательно, значений не существует. При использовании вычисленных значений параметров регулятора были определены запасы устойчивости по фазе разомкнутой

системы и значения