Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Побудова області стійкості по двох параметрах




Розглянемо випадок впливу двох параметрів на стійкість системи. При цьому решта всіх параметрів системи повинна бути задані. В якості варійованих параметрів, як правило, приймають постійну часу Т одного з конструктивних елементів системи і передавальний коефіцієнт k розімкненого контуру або одного з елементів. Варійовані параметри k і Т повинні входити в характеристичне рівняння системи лінійно, тобто рівняння не містить перемножень k і Т і їх ступенів вище першою. Характеристичне рівняння може бути представлене в наступному вигляді:

, (1)

де A(p), B(p), C(p) - поліноми від р, коефіцієнти яких не залежать від k і Т.

Якщо варійовані параметри входять в рівняння нелінійно, то слід ввести такі дві нові змінні, які були б функціонально пов'язані з k і Т і входили б в рівняння лінійно.

Згідно загальній методиці D-розбиття підставимо в характеристичне рівняння (1) замість змінній р уявний корінь . Тоді отримаємо тотожність

, (2)

яке при кожному фіксованому значенні ω можна розглядати як рівняння з невідомими k і Т.

Кожен з трьох поліномів, що входять в рівняння (2), після зведення в парні і непарні ступені можна представити у вигляді суми дійсної і уявної частин:

(3)

Підставляючи (3) в (2) і групуючи дійсні і уявні доданки, отримаємо

(4)

Відомо, що комплексна величина дорівнює нулю тоді, коли одночасно дорівнюють нулю її дійсна і уявна частини. Тому, умова (4) еквівалентна двом рівнянням:

(5)

Ця система двох рівнянь дає можливість визначити для кожного фіксованого значення ω два невідомих k і Т.

Для вирішення системи (5) скористаємося методом визначників:

(6)

(7)

де

; (8)

; (9)

. (10)

Вирази (6) і (7) є рівнянням кривої D-розбиття, заданим в параметричній формі. Підставляючи в ці вирази різні значення параметра ω (у діапазоні від - до + ), можна побудувати основну межу області стійкості (рис. крива АВС).

Оскільки поліноми А1(ω), В1(ω), С1(ω) - парні функції, а поліноми А2(ω), В2(ω), С2(ω) - непарні, то визначники Δ, Δ1 і Δ2 є непарними функціями змінної ω; відповідно f1(ω) і f 2 (ω) - парні функції ω. З цього виходить, що крива D-розбиття при зміні ω від - до + проходить двічі через одні і ті ж точки: перший раз при зміні ω від - до 0 і другий раз - при зміні ω від 0 до + .

 

Рисунок Область стійкості в площині двох параметрів.

 

Крива D-розбиття, побудована в площині двох параметрів, штрихується за наступним правилом:

якщо головний визначник Δ > 0, то штрихування наноситься зліва (при русі уподовж кривої у бік збільшення ω); якщо визначник Δ< 0, то штрихування наноситься справа. Це правило сформульоване стосовно цілком певного порядку побудови кривої D-розбиття: рівняння, що виходить від прирівнювання до нуля дійсної частини, повинне бути записане в першому рядку системи (5); параметр, що стоїть на першому місці, необхідно відкладати по осі абсцис.

 

Оскільки при проходженні змінної ω через нуль знак головного визначника Δ міняється на протилежний, то штрихування кривої D-розбиття завжди подвійне.

Рівняння (5) визначають в площині k - T одну єдину крапку (при фіксованому значенні ω) лише у тих випадках, коли ці рівняння сумісні і лінійно незалежні, тобто коли визначники Δ, Δ1 і Δ2 не дорівнюють нулю. Якщо ж при деякому значенні ω всі три визначники одночасно звертаються в нуль або нескінченність, то рішення (6) і (7) стають невизначеними. Це означає, що при даному значенні ω рівняння (5) еквівалентні, тобто одне відрізняється від іншого на постійний множник. У системі координат k - Т таким «винятковим» значенням ωИ відповідають так звані особливі прямі (див. рис., прямі ВF, АЕ і СЕ). Рівнянням персоною прямої може служити будь-яке з рівнянь (5):

, (11)

де ωИ - "виняткові" частоти, при яких всі три визначники Δ, Δ1 і Δ2 одночасно звертаються в нуль або в нескінченність і рішення (6) і (7) стають невизначеними.

У багатьох практичних завданнях параметри k і Т входять в старший коефіцієнт a0 або вільний коефіцієнт an характеристичного рівняння системи. В цьому випадку рівняння двох особливих прямих отримують прирівнюванням вказаних коефіцієнтів до нуля:

; . (12)

Перше рівняння відповідає ωИ = 0, а друге - ωИ = .

Штрихування особливих прямих виконують по наступних правилах. Особливі прямі, відповідні ωИ = 0 і ωИ = , штрихують один раз (прямі АЕ і СЕ), а прямі, відповідні 0 < ω < , штрихують двічі (прямі ВF). В точках перетину (або сполучення) персоною прямої з кривій D-розбиття, відповідних ω = ωИ, заштриховані сторони прямої і кривої повинні бути звернені один до одного (точки А,В,С). Причому, якщо в точці перетину визначник Δ міняє знак, то штрихування персоною прямої переходить на протилежну сторону прямої, якщо ж знак визначника не міняється, то напрям штрихування залишається тим самим.

Після нанесення штрихування виявляють області з найбільшим числом лівого коріння.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 507 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2390 - | 2260 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.