С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
б) неустойчивая система |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
а) устойч |
вая с |
стема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
Р с. 12. Пр меры АФЧХ устойчивых и неустойчивых систем |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Пр мер. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Исследуем на устойчивость систему с передаточной функцией: |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
WРАЗ ( p) (0,1 p 1) |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
10 |
. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
(10 |
p 1) |
(1 |
p 1) |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Найдем амплитуду и фазу каждого звена: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
Передаточная |
|
|
|
мплитуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фаза |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
функция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
W ( p) (0,1 p 1) |
|
|
|
|
( ) arctg(0,1 ) |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
A1( ) |
|
0,01 |
2 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
W 2 |
( p) |
|
|
1 |
|
|
A2 ( ) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 ( ) arctg(10 ) |
|
|||||||||||||
|
(10 |
p 1) |
|
100 |
2 1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
W |
|
( p) |
|
|
|
10 |
|
|
A ( ) |
|
10 |
|
|
|
|
|
И |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
(1 p 1) |
|
3 |
|
Д3 |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
16
Составим таблицу значений:
|
ω |
A1(ω) |
A2(ω) |
A3(ω) |
φ1(ω) |
φ2(ω) |
φ3(ω) |
|
|
A(ω) |
|
φ(ω) |
|
||||||||||
|
0 |
1 |
1 |
10 |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
10 |
|
|
0 |
|
|||||||
|
0,01 |
1 |
0,99 |
9,99 |
|
0,06 |
–5,71 |
|
–0,57 |
|
9,94 |
|
|
–6,226 |
|
||||||||
|
0,02 |
1 |
0,98 |
9,99 |
|
0,11 |
–11,31 |
|
–1,15 |
|
9,80 |
|
–12,341 |
|
|||||||||
С |
0,95 |
9,99 |
|
0,17 |
–16,70 |
|
–1,72 |
|
9,57 |
|
–18,246 |
|
|||||||||||
0,03 |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
0,04 |
1 |
0,92 |
9,99 |
|
0,23 |
–21,80 |
|
–2,29 |
|
9,27 |
|
–23,863 |
|
||||||||||
0,05 |
1 |
0,89 |
9,98 |
|
0,29 |
–26,57 |
|
–2,86 |
|
8,93 |
|
–29,141 |
|
||||||||||
0,06 |
1 |
0,85 |
9,98 |
|
0,34 |
–30,96 |
|
–3,43 |
|
8,55 |
|
–34,054 |
|
||||||||||
0,07 |
1 |
0,81 |
9,97 |
|
0,40 |
–34,99 |
|
–4,00 |
|
8,17 |
|
–38,595 |
|
||||||||||
|
и |
|
0,46 |
–38,66 |
|
–4,57 |
|
7,78 |
|
–42,775 |
|
||||||||||||
0,08 |
1 |
0,78 |
9,96 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
0,09 |
1 |
0,74 |
9,95 |
|
0,52 |
–41,99 |
|
–5,14 |
|
7,40 |
|
–46,614 |
|
||||||||||
0,1 |
1 |
0,70 |
9,95 |
|
0,57 |
–45,00 |
|
–5,71 |
|
7,03 |
|
–50,138 |
|
||||||||||
0,11 |
1,0001 |
0,67 |
9,94 |
|
0,63 |
–47,73 |
|
–6,28 |
|
6,68 |
|
–53,373 |
|
||||||||||
0,12 |
|
б |
–50,19 |
|
–6,84 |
|
6,35 |
|
–56,350 |
|
|||||||||||||
1,0001 |
0,64 |
9,92 |
|
0,69 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
0,13 |
1,0001 |
0,60 |
9,91 |
|
0,74 |
–52,43 |
|
–7,41 |
|
6,04 |
|
–59,094 |
|
||||||||||
0,14 |
1,0001 |
0,58 |
9,90 |
|
0,80 |
–54,46 |
|
–7,97 |
|
5,75 |
|
–61,630 |
|
||||||||||
0,15 |
1,0001 |
0,55 |
9,88 |
|
0,86 |
–56,31 |
|
–8,53 |
|
5,48 |
|
–63,981 |
|
||||||||||
|
0,16 |
1,0001 |
0,53 |
9,87 |
|
0,92 |
–57,99 |
|
–9,09 |
|
5,23 |
|
–66,168 |
|
|||||||||
|
0,17 |
1,0001 |
0,50 |
9,85 |
|
0,97 |
–59,53 |
|
–9,65 |
|
4,99 |
|
–68,209 |
|
|||||||||
|
0,18 |
1,0002 |
0,48 |
9,84 |
|
1,03 |
–60,95 |
–10,20 |
|
4,78 |
|
–70,118 |
|
||||||||||
|
0,19 |
1,0002 |
0,46 |
9,82 |
|
1,09 |
–62,24 |
–10,76 |
|
4,57 |
|
–71,911 |
|
||||||||||
|
0,2 |
1,0002 |
0,44 |
9,80 |
|
1,15 |
–63,43 |
–11,31 |
|
4,38 |
|
–73,599 |
|
||||||||||
0,3 |
1,0004 |
0,31 |
9,57 |
|
1,72 |
–71,57 |
–16,70 |
|
3,03 |
|
–86,546 |
|
|||||||||||
|
… |
|
… |
|
|
… |
|
… |
|
|
|
… |
Д |
|
… |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
… |
|
… |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
АФЧХ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Построим график (рис. 13): |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2 |
0 |
2 |
|
4 |
|
6 |
8 |
|
10 |
12 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 13. Пример построения АФЧХ
17
Для построения ЛАХ и ЛФХ системы необходимо разложить передаточную функцию разомкнутой системы на элементарные звенья так, как было описано в п. 8 – уравнения (41) – (44).
Затем на плоскости строятся ЛАХ и ЛФХ каждого отдельного звена и методом графического суммирования находятся результирующие ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы.
Логар фм ческ е критерии, так же как и критерии Найквиста, позволяют суд ть об устойчивости замкнутой системы по виду ЛАХ
|
и ЛФХ разомкнутой |
стемы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
СДля с стем |
|
|
|
|
в |
замкнутом состоянии ЛАХ |
|||||||||||||
|
разомкнутой с стемы должна пересечь ось абсцисс раньше, чем ЛФХ, |
||||||||||||||||||
|
спадая окончательно, перейдёт через значение –π (рис. 14). Или на |
||||||||||||||||||
|
частоте среза C вел |
на фазы φ должна быть меньше значения – π, |
|||||||||||||||||
|
т.е. φ< | –π |. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
устойчивых |
( φ) – |
это величина, |
на которую |
|||||||||||||||
|
|
Запас устойч вости по фазе |
|||||||||||||||||
|
должно возрасти запаздывание по фазе в системе на частоте среза C , |
||||||||||||||||||
|
чтобы система оказалась на границе устойчивости. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
Запас |
бустойчивости по амплитуде ( L) – это величина |
||||||||||||||||
|
допустимого подъёма |
|
, при |
котором система окажется на |
|||||||||||||||
|
границе устойчивости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
При проектировании С Р рекомендуется обеспечить: 30 и |
|||||||||||||||||
|
L 6дБ . |
ЛАХ |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Примеры построения ЛАХ и ЛФХ |
Таблица 2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||||||
|
|
W(p) (T02p 1) |
|
|
W (p) |
|
|
1 |
|
|
|
W (p) |
k РС |
|
|||||
|
|
|
|
(T01 p 1) |
|
|
|
(T1p 1) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ,° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
φ,° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ,° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
и |
|
б |
|
Рис. 14. Пример |
ЛАХ |
и ЛФХ устойчивых и неустойчивых систем |
|
(1 и 4 – замкнутая система устойчивая; 2 – замкнутая система |
|
на границе устойчивости; 3 – замкнутая система не устойчивая) |
|
|
Д |
|
И |
19
Си б А Д И
Рис. 15. ЛАХ и ЛФХ
20