Файл: Курсовая работа заведующий кафедрой ( ) Руководитель работы ( ).docx
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 283
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ис.ти.че.ск.ог.о ур.ав.не.ни.я за.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы.
Ус.ло.ви.е ус.то.йч.ив.ос.ти ли.не.йн.ой САУ фо.рм.ул.ир.уе.тс.я по.сл.ед.ую.щи.м об.ра.зо.м: для то.го, да.бы си.ст.ем.а бы.ла ус.то.йч.ив.а, ну.жн.о и до.ст.ат.оч.но, чт.об.ы все ко.рн.и ее ха.ра.кт.ер.ис.ти.че.ск.ог.о ур.ав.не.ни.я бы.ли ле.вы.ми (т. на.хо.ди.ли.сь в ле.во.й ко.мп.ле.кс.но.й по.лу.пл.ос.ко.ст.и)Ес.ли хо.ть од.ин ко.ре.нь пр.ав.ый, то си.ст.ем.а не.ус.то.йч.ив.а. Ес.ли од.ин из ко.рн.ей ра.ве.н ну.лю, а ос.та.ль.ны.е ле.вы.е, то си.ст.ем.а ра.сп.ол.ог.ае.тс.я на гр.ан.иц.е ап.ер.ио.ди.че.ск.ой ус.то.йч.ив.ос.ти. Ес.ли ра.вн.ов.ел.ик.и ну.лю ве.ще.ст.ве.нн.ые ча.ст.и од.но.й или не.ск.ол.ьк.их пар ко.мп.ле.кс.но со.пр.яж.ен.ны.х ко.рн.ей, то си.ст.ем.а на.хо.ди.тс.я на гр.ан.иц.е ос.ци.лл.ир.ую.ще.й ус.то.йч.ив.ос.ти.
Об.ыч.но в ра.сч.ет.ах в ка.че.ст.ве гр.ан.ич.ны.х пр.ин.им.аю.т зн.ач.ен.ия ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и m = 0. Ра.сч.ет АСР на за
.да.нн.ый за.па.с ус.то.йч.ив.ос.ти по ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и пр.ои.зв.од.ит.ся по ра.сш.ир.ен.но.й ам.пл.ит.уд.но-фа.зо.во.й ха.ра.кт.ер.ис.ти.ке (РА.ФХ) ра.зо.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы. В эт.ом сл.уч.ае кр.ит.ер.ий за.па.са ус.то.йч.ив.ос.ти мо.жн.о вы.ра.зи.ть сл.ед.ую.щи.м об.ра.зо.м: ес.ли ра.сш.ир.ен.на.я АФХ ус.то.йч.ив.ой или не.йт.ра.ль.но.й ра.зо.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы Wр. с(m,iщ) при из.ме.не.ни.и ча.ст.от.ы от 0 до ? пр.ох.од.ит че.ре.з то.чк.у с ко.ор.ди.на.та.ми [-1, i0], не ох.ва.ты.ва.я ее на бо.ле.е ни.зк.их ча.ст.от.ах (рис. 4), то па.ра ко.мп.ле.кс.но-со.пр.яж.ен.ны.х ко.рн.ей бу.де.т ра.зм.ещ.ен.а на лу.ча.х, пр.ов.ед.ен.ны.х под уг.ло.м ar.ct.g m к мн.им.ой оси в ле.во.й по.лу.пл.ос.ко.ст.и, а все ос.та.ль.ны.е ко.рн.и ха.ра.кт.ер.ис.ти.че.ск.ог.о ур.ав.не.ни.я за.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы бу.ду.т ра.сп.ол.ож.ен.ы ле.ве.е эт.их лу.че.й.
ПИ - ре.гу.ля.то.р. ПИ - ре.гу.ля.то.р - ре.гу.ля.то.р с дв.ум.я па.ра.ме.тр.ам.и на.ст.ро.ек С1 и С0. Его ра.сш.ир.ен.ны.е ча.ст.от.ны.е ха.ра.кт.ер.ис.ти.ки вы.во.дя.тс.я из пе.ре.да.то.чн.ой фу.нк.ци.и по.дс.та.но.вк.ой :
(с уч.ет.ом то.го, что ).
По.сл.е по.дс.та.но.вк.и по.лу.че.нн.ых вы.ра.же.ни.й в ур.ав.не.ни.я (*) вы.во.дя.тс.я фо.рм.ул.ы для на.ст.ро.ек ре.гу.ля.то.ро.в в сл.ед.ую.ще.м ви.де:
По.ск.ол.ьк.у в фо.рм.ул.ы для на.ст.ро.ек вх.од.ит не.из.ве.ст.на.я пе.ре.ме.нн.ая щ, то, сл.ед.ов.ат.ел.ьн.о, су.ще.ст.ву.ет бе.сч.ис.ле.нн.ое мн.ож.ес.тв.о на.ст.ро.ек С1 и С0, об.ес.пе.чи.ва.ющ.их за.да.нн.ую ст.еп.ен.ь ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и в да.нн.ой АСР, пр.ич.ем ка.жд.ой па.ре на.ст.ро.ек со.от.ве.тс.тв.уе.т св.оя ра.бо.ча.
я ча.ст.от.а.
Пр.ин.им.ая ра.зл.ич.ны.е зн.ач.ен.ия m, мо.жн.о по.ст.ро.ит.ь се.ме.йс.тв.о кр.ив.ых ра.вн.ой ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и, ка.жд.ая из ко.то.ры.х ра.зб.ив.ае.т пл.ос.ко.ст.ь па.ра.ме.тр.ов на две об.ла.ст.и: на.ст.ро.йк.и, ле.жа.щи.е под кр.ив.ой m* = сo.ns.t, об.ес.пе.чи.ва.ет се.бе ст.еп.ен.ь ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и, бо.ль.ше m*; об.ла.ст.ь, ра.сп.ол.ож.ен.на.я под эт.ой кр.ив.ой, со.от.ве.тс.тв.уе.т ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и, ме.нь.ше.й, чем m*. Оч.ев.ид.но, что кр.ив.ая m = 0 ра.зб.ив.ае.т пл.ос.ко.ст.ь па.ра.ме.тр.ов на.ст.ро.ек ре.гу.ля.то.ра на об.ла.ст.и ус.то.йч.ив.ой и не.ус.то.йч.ив.ой ра.бо.ты АСР.
Та.ки.м об.ра.зо.м, ме.то.ди.ка ра.сч.ет.а оп.ти.ма.ль.ны.х на.ст.ро.ек ПИ - ре.гу.ля.то.ра св.од.ит.ся к сл.ед.ую.ще.му:
- ра.сч.ет ра.сш.ир.ен.ны.х ча.ст.от.ны.х ха.ра.кт.ер.ис.ти.к об.ъе.кт.а для за.да.нн.ой ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и m*;
- ра.сч.ет и по.ст.ро.ен.ие кр.ив.ой ра.вн.ой ко.ле.ба.
те.ль.но.ст.и m = m* в пл.ос.ко.ст.и па.ра.ме.тр.ов С1 и С0 по фо.рм.ул.ам;
- вы.бо.р ра.бо.че.й ча.ст.от.ы щр и со.от.ве.тс.тв.ую.щи.х ей оп.ти.ма.ль.ны.х на.ст.ро.ек.
По пр.ог.ра.мм.е TAU.exe. на.хо.ди.м зн.ач.ен.ия мо.ду.ле.й и фа.зы чт.об.ы по.ст.ро.ит.ь АФХ.
На.ча.ль.ны.е да.нн.ые для пр.ог.ра.мм.ы:
???? = θкон−θнач
крв
k=(80.5-75)/5=1,1
а1=3,62 а2=5,03 а3= 3,84 m=0,221
Ча.ст.от.а:
На.ча.ль.но.е зн.ач.ен.ие = 0
Ко.не.чн.ое зн.ач.ен.ие = 2
Шаг = 0,1
Вв.од.им зн.ач.ен.ия в пр.ог.ра.мм.у TAU.exe.
Та.бл.иц.а 3. Да.нн.ые для по.ст.ро.ен.ия го.до.гр.афа
Ус.ло.ви.е ус.то.йч.ив.ос.ти ли.не.йн.ой САУ фо.рм.ул.ир.уе.тс.я по.сл.ед.ую.щи.м об.ра.зо.м: для то.го, да.бы си.ст.ем.а бы.ла ус.то.йч.ив.а, ну.жн.о и до.ст.ат.оч.но, чт.об.ы все ко.рн.и ее ха.ра.кт.ер.ис.ти.че.ск.ог.о ур.ав.не.ни.я бы.ли ле.вы.ми (т. на.хо.ди.ли.сь в ле.во.й ко.мп.ле.кс.но.й по.лу.пл.ос.ко.ст.и)Ес.ли хо.ть од.ин ко.ре.нь пр.ав.ый, то си.ст.ем.а не.ус.то.йч.ив.а. Ес.ли од.ин из ко.рн.ей ра.ве.н ну.лю, а ос.та.ль.ны.е ле.вы.е, то си.ст.ем.а ра.сп.ол.ог.ае.тс.я на гр.ан.иц.е ап.ер.ио.ди.че.ск.ой ус.то.йч.ив.ос.ти. Ес.ли ра.вн.ов.ел.ик.и ну.лю ве.ще.ст.ве.нн.ые ча.ст.и од.но.й или не.ск.ол.ьк.их пар ко.мп.ле.кс.но со.пр.яж.ен.ны.х ко.рн.ей, то си.ст.ем.а на.хо.ди.тс.я на гр.ан.иц.е ос.ци.лл.ир.ую.ще.й ус.то.йч.ив.ос.ти.
Об.ыч.но в ра.сч.ет.ах в ка.че.ст.ве гр.ан.ич.ны.х пр.ин.им.аю.т зн.ач.ен.ия ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и m = 0. Ра.сч.ет АСР на за
.да.нн.ый за.па.с ус.то.йч.ив.ос.ти по ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и пр.ои.зв.од.ит.ся по ра.сш.ир.ен.но.й ам.пл.ит.уд.но-фа.зо.во.й ха.ра.кт.ер.ис.ти.ке (РА.ФХ) ра.зо.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы. В эт.ом сл.уч.ае кр.ит.ер.ий за.па.са ус.то.йч.ив.ос.ти мо.жн.о вы.ра.зи.ть сл.ед.ую.щи.м об.ра.зо.м: ес.ли ра.сш.ир.ен.на.я АФХ ус.то.йч.ив.ой или не.йт.ра.ль.но.й ра.зо.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы Wр. с(m,iщ) при из.ме.не.ни.и ча.ст.от.ы от 0 до ? пр.ох.од.ит че.ре.з то.чк.у с ко.ор.ди.на.та.ми [-1, i0], не ох.ва.ты.ва.я ее на бо.ле.е ни.зк.их ча.ст.от.ах (рис. 4), то па.ра ко.мп.ле.кс.но-со.пр.яж.ен.ны.х ко.рн.ей бу.де.т ра.зм.ещ.ен.а на лу.ча.х, пр.ов.ед.ен.ны.х под уг.ло.м ar.ct.g m к мн.им.ой оси в ле.во.й по.лу.пл.ос.ко.ст.и, а все ос.та.ль.ны.е ко.рн.и ха.ра.кт.ер.ис.ти.че.ск.ог.о ур.ав.не.ни.я за.мк.ну.то.й си.ст.ем.ы бу.ду.т ра.сп.ол.ож.ен.ы ле.ве.е эт.их лу.че.й.
ПИ - ре.гу.ля.то.р. ПИ - ре.гу.ля.то.р - ре.гу.ля.то.р с дв.ум.я па.ра.ме.тр.ам.и на.ст.ро.ек С1 и С0. Его ра.сш.ир.ен.ны.е ча.ст.от.ны.е ха.ра.кт.ер.ис.ти.ки вы.во.дя.тс.я из пе.ре.да.то.чн.ой фу.нк.ци.и по.дс.та.но.вк.ой :
(с уч.ет.ом то.го, что ).
По.сл.е по.дс.та.но.вк.и по.лу.че.нн.ых вы.ра.же.ни.й в ур.ав.не.ни.я (*) вы.во.дя.тс.я фо.рм.ул.ы для на.ст.ро.ек ре.гу.ля.то.ро.в в сл.ед.ую.ще.м ви.де:
По.ск.ол.ьк.у в фо.рм.ул.ы для на.ст.ро.ек вх.од.ит не.из.ве.ст.на.я пе.ре.ме.нн.ая щ, то, сл.ед.ов.ат.ел.ьн.о, су.ще.ст.ву.ет бе.сч.ис.ле.нн.ое мн.ож.ес.тв.о на.ст.ро.ек С1 и С0, об.ес.пе.чи.ва.ющ.их за.да.нн.ую ст.еп.ен.ь ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и в да.нн.ой АСР, пр.ич.ем ка.жд.ой па.ре на.ст.ро.ек со.от.ве.тс.тв.уе.т св.оя ра.бо.ча.
я ча.ст.от.а.
Пр.ин.им.ая ра.зл.ич.ны.е зн.ач.ен.ия m, мо.жн.о по.ст.ро.ит.ь се.ме.йс.тв.о кр.ив.ых ра.вн.ой ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и, ка.жд.ая из ко.то.ры.х ра.зб.ив.ае.т пл.ос.ко.ст.ь па.ра.ме.тр.ов на две об.ла.ст.и: на.ст.ро.йк.и, ле.жа.щи.е под кр.ив.ой m* = сo.ns.t, об.ес.пе.чи.ва.ет се.бе ст.еп.ен.ь ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и, бо.ль.ше m*; об.ла.ст.ь, ра.сп.ол.ож.ен.на.я под эт.ой кр.ив.ой, со.от.ве.тс.тв.уе.т ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и, ме.нь.ше.й, чем m*. Оч.ев.ид.но, что кр.ив.ая m = 0 ра.зб.ив.ае.т пл.ос.ко.ст.ь па.ра.ме.тр.ов на.ст.ро.ек ре.гу.ля.то.ра на об.ла.ст.и ус.то.йч.ив.ой и не.ус.то.йч.ив.ой ра.бо.ты АСР.
Та.ки.м об.ра.зо.м, ме.то.ди.ка ра.сч.ет.а оп.ти.ма.ль.ны.х на.ст.ро.ек ПИ - ре.гу.ля.то.ра св.од.ит.ся к сл.ед.ую.ще.му:
- ра.сч.ет ра.сш.ир.ен.ны.х ча.ст.от.ны.х ха.ра.кт.ер.ис.ти.к об.ъе.кт.а для за.да.нн.ой ст.еп.ен.и ко.ле.ба.те.ль.но.ст.и m*;
- ра.сч.ет и по.ст.ро.ен.ие кр.ив.ой ра.вн.ой ко.ле.ба.
те.ль.но.ст.и m = m* в пл.ос.ко.ст.и па.ра.ме.тр.ов С1 и С0 по фо.рм.ул.ам;
- вы.бо.р ра.бо.че.й ча.ст.от.ы щр и со.от.ве.тс.тв.ую.щи.х ей оп.ти.ма.ль.ны.х на.ст.ро.ек.
По пр.ог.ра.мм.е TAU.exe. на.хо.ди.м зн.ач.ен.ия мо.ду.ле.й и фа.зы чт.об.ы по.ст.ро.ит.ь АФХ.
На.ча.ль.ны.е да.нн.ые для пр.ог.ра.мм.ы:
???? = θкон−θнач
крв
k=(80.5-75)/5=1,1
а1=3,62 а2=5,03 а3= 3,84 m=0,221
Ча.ст.от.а:
На.ча.ль.но.е зн.ач.ен.ие = 0
Ко.не.чн.ое зн.ач.ен.ие = 2
Шаг = 0,1
Вв.од.им зн.ач.ен.ия в пр.ог.ра.мм.у TAU.exe.
Та.бл.иц.а 3. Да.нн.ые для по.ст.ро.ен.ия го.до.гр.афа
Ча.ст.ота | Мо.ду.ль | Фа.за |
0,01 | 1,108 | -2 |
0,11 | 1,179 | -23 |
0,21 | 1,218 | -44 |
0,31 | 1,235 | -65 |
0,41 | 1,241 | -87 |
0,51 | 1,232 | -111 |
0,61 | 1,162 | -137 |
0,71 | 0,983 | -165 |
0,81 | 0,742 | -190 |
0,91 | 0,532 | -209 |
1,01 | 0,378 | -223 |
1,11 | 0,276 | -233 |
1,21 | 0,206 | -241 |
1,31 | 0,157 | -247 |
1,41 | 0,123 | -252 |
1,51 | 0,098 | -257 |
1,61 | 0,079 | -260 |
1,71 | 0,065 | -263 |
1,81 | 0,054 | -266 |
1,91 | 0,046 | -269 |