Электротехника \ Электропривод

Типовые динамические звенья. Пропорциональное (безинерционное) звено. Интегральное звено (астатическое)

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Лекция №3.

Типовые динамические звенья.

Опыт показывает, что разнообразные элементы реальных СУ ЭП сводятся к ограниченному числу типовых д.з. Их всего семь.

1. Пропорциональное.

2. Интегрирующее.

3. А-Т⁰-ческое.

4. дифференцирующее.

5. Колебательное.

6. Форсирующее.

7. Чистого запаздывания.

Все реальные СУ ЭП могут быть построены из типовых звеньев. Типовые д.з. описываются д.у. не выше второго порядка.

Обозначение.

W(p)=y(p)/g(p).

3.1 Пропорциональное ( безинерционное ) звено.

Примеры. Делитель напряжения, усилитель сигналов на низких частотах, гироскоп, жесткие механические и гидравлические передачи и другие измерительные датчики.

Свойства. Накопители энергии отсутствуют и входной сигнал мгновенно копируется на выходе в измененном масштабе.

Диф. уравнение - y(t)=kg(t).

ПФ – W(p)=k.

АФЧХ АЧХ ФЧХ

j V W(w)

k k

U w w

0 0 0

ЛАХ ПХ

L(w) h(t)

20lgk

lg(w) t

0 0

3.2 Апериодическое (интегральное) звено.

Примеры. Электродвигатель (в первом приближении), цепочка RL, RC, печь (нагрев тонкого тела в камерной печи).

Свойства. Содержит один накопитель потенциальной энергии (конденсатор, и др.). После подачи на вход ступеньки выход возрастает по экспоненте с постоянной времени Т.

Q tº tº U1 C U1

Диф. уравнение : к- коэффициент передачи звена, Т – постоянная времени.

Примером А-Т-звена может служить мембранный исполнительный механизм, на входе которого давление р, а выходе – перемещение .

ПФ. W(p)=k/(1+Tp).

КАЧХ.

АЧХ

j V W

k k

w= w=0 U

W w

w=1/T w=1/T

ФЧХ

0 w

-45⁰

-90⁰

ЛАХ.

Эта характеристика обладает асимптотами. а) при w à 0: L(w) à 20lgk, б) при w à : L(w)à20lgk - 20lgTw.

Пересекаются они в точке w=1/T, где w – сопрягающая частота.

Набольшее отклонение будет в точке w:

Для построения ВЧ асимптоты определяют ее наклон на декаду, т.е. разницу.

L(w), дек

20lgk

-20дБ/дек

lgw

₀

w=1/T w_c=k/T

lgw

-45⁰

-90⁰

Т.о. наклон ВЧ асимптоты составляет -20дБ/дек. Такой наклон на графике обозначается

_-1 .

Частота на которой ЛАХ пересекает ось абсцисс, называется частотой среза w_c: L(w_c)=0,

W(w_c)=1. Для А-Т-звена частота среза находится по ВЧ асимптоте При воздействии 1(t) - .

ВХ: h(t)

T t

k/T

T t

Весовая функция. . Амплитуда w(t) определяется частотой среза w_c=w(0)=k/T.

3.3 Интегральное звено (астатическое).

Примерами интегрального звена могут быть электрический двигатель, а также емкость, наполняющаяся жидкостью, или Эл. емкость, наполняющаяся Эл. зарядом Q=kT. Заметим еще , что интегральное звено не может находиться в состоянии равновесия при коком либо значении входного сигнала. Единственное положение равновесия, при котором входной сигнал в точках равен 0. Это астатическая система. Признаком астатической системы является присутствие в знаменателе ПФ множителя. При =1 – астатизм 1-го порядка и т.д.

Д.у. звена: или .

ПФ: W(p)=k/p.

Пример. РД (одномассовая расчетная схема)

, .

J звено обладает свойством “памяти”. Если в t₀ снять разгоняющий момент, то ротор в отсутствие трения продолжит вращение со скоростью w₀, т.е. “запомнит” значение скорости в момент t_0.