я в квадратичної залежності від перепаду тисків, що визначається величиною рівня рідини:
,
a - коефіцієнт витрати.
Якщо допустити, що відхилення Dh=h-h0 від вихідного значення рівня h0 мало, то нелінійну залежність можна замінити наближеною лінійною. Розкладаючи в ряд Тейлора за ступенями Dh в околиці значення h0 і обмежуючись двома першими членами ряду, одержимо:
C обліком і шукане наближене рівняння об'єкта:
Для скорочення запису знак прирощення D можна опустити:
,
де a і b - постійні коефіцієнти;
Лінійне рівняння (*) складено в збільшеннях; без вказівки вихідного режиму, в околиці якого проведена лінеаризація, це рівняння не має сенсу.
Побудуємо частотні характеристики для об'єкта, описуваного диф. рівнянням:
Завдання 2. Побудувати фазову траєкторію в загальному вигляді і зробити висновок про стійкість
розділимо змінні
інтегруємо при початкових умовах: t=t0, у=у0, z=z0
при у <0:
при у> 0:
У початковий момент t=0? y0=a0, z0=0
спіраль наближається до точки стійкості (0),
здійснюючи затухаючі коливання, т.о. система стійка.
Завдання 3. Визначити спектр сигналу x (t)=at? 0.
Рішення:
,
,
=>
Завдання 4. Визначити спектр сигналу
,,,
, Re (w)=0 => ,
Задача 5
Завдання № 6
Завдання 7. Передавальна функція в розімкнутому стані дорівнює k=58, Т 1=0.01, Т 2=0.57. Визначити стійкість замкнутої системи за критерієм Михайлова
Рішення: Передавальна функція замкнутої САР:
Характеристичний поліном замкнутої системи:
Для побудови годографа (кривої) Михайлова визначимо речову і уявну частини функції O (jw)
Обчислимо X (w) і Y (w) для ряду значень частоти w
w, с - 105101315? X (w) 58440-40-70 -? Y (w) 044,50-5-?
Будуємо криву Михайлова:
Висновок: Система в замкнутому стані стійка, т.к. крива Михайлова проходить послідовно число квадрантів=3, тобто збігається з найвищим ступенем вихідного рівняння
Об'єкт є інерційним ланкою 1-го порядку з передавальної функцією:
або
АФЧХ об'єкта описується виразом:
Виділимо речову і уявну частини:
АЧХ:
ФЧХ:
При зміні w від 0 до ?, будуються АЧХ і ФЧХ:
Завдання 8. Оцінити час регулювання.
Рішення: Визначимо час регулювання зі співвідношення:
Wср - точка перетину ЛАЧХ з віссю абцісс
Для побудови ЛЧХ знайдемо сполучають частоти:
,
,, 20 lg k=53,98
lg Wср=2,2, Wср=102,2=158 с - 1
Для повної впевненості можна перевірити стійка чи система на цій частоті. Знайдемо ЛФЧХ, як
Підставляючи значення отримаємо: j (Wср)=- 134 0>- 180 0 => система сті...