а). По критерию Найквиста
Так как годограф разомкнутой импульсной системы не охватывает точку (-1; j0), то замкнутая система устойчива.
- коэффициент усиления разомкнутой САУ
- модуль комплексного коэффициента усиления при аргументе
Полученный результат говорит о том, что в реальных условиях система будет устойчива при любом значении коэффициента усиления.
б). По критерию Гурвица
Запишем выражение для передаточной функции замкнутой ИСАУ
Введем обозначение и запишем характеристическое уравнение замкнутой системы:
Произведём подстановку и запишем характеристическое уравнение в виде
Подставив известные значения в последнее уравнение, получим:
Так как характеристическое уравнение второго порядка и имеет положительные коэффициенты, исследуемая система является устойчивой в замкнутом состоянии.
Для определения запишем передаточную функцию замкнутой ИСАУ в следующем виде:
После подстановки и замены получим следующее характеристическое уравнение:
Так как для САУ 2-го порядка условие устойчивости сводится к положительности коэффициентов характеристического уравнения, то из полученного уравнения
с). По корням характеристического уравнения замкнутой системы
Характеристическое уравнение:
1, значит замкнутая САУ является устойчивой.
Построить переходной процесс для замкнутой импульсной САУ
Запишем передаточную функцию замкнутой ИСАУ в виде
Перейдём от изображения к оригиналу
Переходной процесс построим по следующему разностному уравнению:
В итоге получаем следующий вид процесса:
Определить статическую и кинетическую ошибки замкнутой импульсной САУ.
Используем следующие формулы для расчёта ошибок:
а). Статическая ошибка
На входе системы X(t)=1(t), тогда
б). Кинетическая ошибка
На входе системы X(t)=t×1(t), тогда
Таблица 2.
Значения переходной функции.
Номер шага Момент времени Значение
0,00E+00 | ||
0,01 | 9,90E-05 | |
0,15 | 1,16E-02 | |
0,3 | 4,36E-02 | |
0,45 | 9,38E-02 | |
0,6 | 1,60E-01 | |
0,75 | 2,39E-01 | |
0,9 | 3,29E-01 | |
1,05 | 4,27E-01 | |
1,2 | 5,31E-01 | |
1,35 | 6,37E-01 | |
1,5 | 7,43E-01 | |
1,65 | 8,47E-01 | |
1,8 | 9,47E-01 | |
1,95 | 1,04E+00 | |
2,1 | 1,13E+00 | |
2,25 | 1,20E+00 | |
2,4 | 1,27E+00 | |
2,55 | 1,33E+00 | |
2,7 | 1,37E+00 | |
2,85 | 1,41E+00 | |
1,43E+00 | ||
3,15 | 1,44E+00 | |
3,3 | 1,45E+00 | |
3,45 | 1,44E+00 | |
3,6 | 1,42E+00 | |
3,75 | 1,40E+00 | |
3,9 | 1,36E+00 | |
4,05 | 1,33E+00 | |
4,2 | 1,29E+00 | |
4,35 | 1,24E+00 | |
4,5 | 1,20E+00 | |
4,65 | 1,15E+00 | |
4,8 | 1,10E+00 | |
4,95 | 1,05E+00 | |
5,1 | 1,01E+00 | |
5,25 | 9,70E-01 | |
5,4 | 9,33E-01 | |
5,55 | 9,00E-01 | |
5,7 | 8,71E-01 | |
5,85 | 8,47E-01 | |
8,28E-01 | ||
6,15 | 8,14E-01 | |
6,3 | 8,06E-01 | |
6,45 | 8,02E-01 | |
6,6 | 8,02E-01 | |
6,75 | 8,07E-01 | |
6,9 | 8,15E-01 | |
7,05 | 8,27E-01 | |
7,2 | 8,42E-01 | |
7,35 | 8,59E-01 | |
7,5 | 8,78E-01 | |
7,65 | 8,98E-01 | |
7,8 | 9,19E-01 | |
7,95 | 9,40E-01 | |
8,1 | 9,61E-01 | |
8,25 | 9,81E-01 | |
8,4 | 1,00E+00 | |
8,55 | 1,02E+00 | |
8,7 | 1,03E+00 | |
8,85 | 1,05E+00 | |
1,06E+00 | ||
9,15 | 1,07E+00 | |
9,3 | 1,08E+00 | |
9,45 | 1,08E+00 | |
9,6 | 1,09E+00 | |
9,75 | 1,09E+00 | |
9,9 | 1,09E+00 | |
10,05 | 1,09E+00 | |
10,2 | 1,08E+00 | |
10,35 | 1,08E+00 | |
10,5 | 1,07E+00 | |
10,65 | 1,06E+00 | |
10,8 | 1,05E+00 | |
10,95 | 1,04E+00 | |
11,1 | 1,03E+00 | |
11,25 | 1,02E+00 | |
11,4 | 1,01E+00 | |
11,55 | 1,01E+00 | |
11,7 | 9,97E-01 | |
11,85 | 9,90E-01 | |
12,3 | 9,71E-01 | |
12,45 | 9,67E-01 | |
12,6 | 9,64E-01 | |
12,75 | 9,62E-01 | |
12,9 | 9,61E-01 | |
13,05 | 9,61E-01 | |
13,2 | 9,61E-01 | |
13,35 | 9,63E-01 | |
13,5 | 9,65E-01 | |
13,65 | 9,67E-01 | |
13,8 | 9,71E-01 | |
13,95 | 9,74E-01 | |
14,1 | 9,78E-01 | |
14,25 | 9,82E-01 | |
14,4 | 9,86E-01 | |
14,55 | 9,91E-01 | |
14,7 | 9,95E-01 | |
14,85 | 9,99E-01 | |
1,00E+00 | ||
15,15 | 1,01E+00 | |
15,3 | 1,01E+00 | |
15,45 | 1,01E+00 | |
15,6 | 1,01E+00 | |
15,75 | 1,02E+00 | |
15,9 | 1,02E+00 | |
16,05 | 1,02E+00 | |
16,2 | 1,02E+00 | |
16,35 | 1,02E+00 | |
16,5 | 1,02E+00 | |
16,65 | 1,02E+00 | |
16,8 | 1,02E+00 | |
16,95 | 1,01E+00 | |
17,1 | 1,01E+00 | |
17,25 | 1,01E+00 | |
17,4 | 1,01E+00 | |
17,55 | 1,01E+00 | |
17,7 | 1,01E+00 | |
17,85 | 1,00E+00 | |
1,00E+00 | ||
18,15 | 1,00E+00 | |
18,3 | 9,99E-01 | |
18,45 | 9,97E-01 | |
18,6 | 9,96E-01 | |
18,75 | 9,95E-01 | |
18,9 | 9,94E-01 | |
19,05 | 9,93E-01 | |
19,2 | 9,93E-01 | |
19,35 | 9,92E-01 | |
19,5 | 9,92E-01 | |
19,65 | 9,92E-01 | |
19,8 | 9,92E-01 | |
19,95 | 9,93E-01 | |
20,1 | 9,93E-01 | |
20,25 | 9,94E-01 | |
20,4 | 9,95E-01 | |
20,55 | 9,95E-01 | |
20,7 | 9,96E-01 | |
20,85 | 9,97E-01 | |
9,98E-01 | ||
21,15 | 9,99E-01 | |
21,3 | 9,99E-01 | |
21,45 | 1,00E+00 | |
21,6 | 1,00E+00 | |
21,75 | 1,00E+00 | |
21,9 | 1,00E+00 | |
22,05 | 1,00E+00 | |
22,2 | 1,00E+00 | |
22,35 | 1,00E+00 | |
22,5 | 1,00E+00 | |
22,65 | 1,00E+00 | |
22,8 | 1,00E+00 | |
22,95 | 1,00E+00 | |
23,1 | 1,00E+00 | |
23,25 | 1,00E+00 | |
23,4 | 1,00E+00 | |
23,55 | 1,00E+00 | |
23,7 | 1,00E+00 | |
23,85 | 1,00E+00 | |
1,00E+00 | ||
24,15 | 1,00E+00 | |
24,3 | 1,00E+00 | |
24,45 | 1,00E+00 | |
24,6 | 1,00E+00 | |
24,75 | 1,00E+00 | |
24,9 | 1,00E+00 |