Элементарные динамические звенья иих характеристика

Передаточные функции сложных динамических элементов можно представить в виде выражения, состоящего из произведений простых сомножителей первого или второго порядка. При анализе динамических свойств систем автоматического управления часто оказывается удобным вводить в рассмотрение понятие элементарных (типовых) звеньев как некоторых простейших составных частей динамического элемента.

Типовые звенья - это стандартные составные части динамических элементов системы, описываемые дифференциальными уравнениями не выше второго порядка. Все элементарные звенья по характеру процессов, происходящих в них, можно разбить на следующие типы: усилительное звено; интегрирующее звено; апериодическое звено; колебательное звено; дифференциальное звено первого порядка; дифференциальное звено второго порядка; звено чистого запаздывания.

) Усилительное звено. Тип звена однозначно определяется законом, связывающим между собой величину на входе - х и на выходе - у. Дляусилительного звена, которое из-за отсутствия переходных процессов иногда называют безинерционным или статическим, этот закон имеет вид: у = к∙х.

Рисунок 7.1

Переходная функция усилительного звена имеет вид: h (t) = к. Этот закон является наиболее простым и состоит в следующем преобразовании: входной сигнал умножается на постоянную величину к, называемую коэффициентом усиления. Коэффициент усиления может иметь любое действительное значение, как положительное, так и отрицательное. Ниже изображена выходная величина при скачкообразном изменении входной величины.

Рисунок 7.2

Передаточная функция этого звена имеет вид: W (p) = к.

) Интегрирующее звено. Интегрирующее звено характеризуется тем, что скорость изменения выходной величины пропорциональна входной величине . Переходная функция усилительного звена имеет вид:

h (t) = k-t.

Интегрирующее звено не может находиться в состоянии равновесия

при любом постоянном значении входного сигнала. Его передаточная функция

.

Рисунок 7.3

) Апериодическое звено. Уравнение этого звена имеет вид:

,

Где Т - постоянная времени апериодического звена, имеющая размерность времени;

к - коэффициент усиления или статический коэффициент передачи.

Переходная функция апериодического звена имеет вид:

При Т=>0 и Т→ ∞ переходная функция асимптотически стремится к установившемуся значению равному к. Ее зависимость представлена на рисунке 7.4

Рисунок 7.4

Рисунок 7.5

Передаточная функция апериодического звена:

Интересное из раздела

Моделирование элементов и систем управления
Управляемый объект состоит их четырех типовых динамических звеньев, соединенных между собой в определенной последовательности с образованием двух замкнутых контуров (рису ...

Проект системы видеонаблюдения для малых предприятий на базе OOO Лоцман-БТ
В наши дни системы видеонаблюдения выделились в самостоятельную область средств охраны, имеющую собственные правила и особенности эксплуатации. Системы виде ...

Расчет спектральных характеристик сигналов и каналов связи
На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перев ...