26
В соответствии с этим критерием необходимо построить годограф Михайлова, который для устойчивых систем имеет строго определенный вид. И тогда система автоматического управления будет устойчивой, если годограф Михайлова начинается на положительной вещественной полуоси, обходит последовательно, нигде не обращаясь в нуль, n квадрантов координатной плоскости, уходя в бесконечность в n квадранте, где n – порядок характеристического уравнения.
Для записи математического выражения годографа Михайлова необходимо в характеристическом уравнении перейти в частотную область, т.е. в уравнении 2s4 4s3 2s2 21s 10 0 0 сделать замену – s i . В результате получим комплексное выражение
24 4i 3 22 21i 10 0 .
Выделим в этом вещественную часть
P() 24 22 10 0
и мнимую часть
Q( ) 4i 3 21i 0 .
Первая называется вещественной функцией Михайлова, а вторая – мнимой функций Михайлова.
По вещественной и мнимой функциям Михайлова строится годограф Михайлова в координатах P( ) Q() методом контрольных точек. Для этого задается значение частоты, для которой определяются значения функций
P(),Q() .
Q( )
20
10
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-10 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-20
Рис. 5 Годограф Михайлова
27
График годографа Михайлова представлен на рис. 5, его анализ показывает, что годограф начинается на вещественной положительной полуоси и располагается только в первом квадранте, что свидетельствует о том, что система неустойчива.
4 Содержание самостоятельной работы
Самостоятельная работа выполняется на одной стороне листов качественной, белой, нелинованной бумаги плотностью 60 ... 80 г/м2, формата А4 (210х297 мм) в один столбец с полями: левое – 20, правое – 10, верхнее и нижнее – 20 мм. Расстояние между основаниями строк при рукописном исполнении – 8 мм, число строк на одной странице – 30.
Текст самостоятельной работы выполняют одним из следующих спосо-
бов:
–рукописным – с высотой букв и цифр не менее 2,5 мм;
–машинописным (ГОСТ 13.1.002-80). Шрифт пишущей машинки должен быть четким, высотой не менее 2,5 мм, лента только черного цвета (полужирная);
–с применением печатающих и графических устройств вывода ЭВМ
(ГОСТ 2.004-68).
При рукописном исполнении текста разрешается использовать чернила (пасту для шариковых и капиллярных ручек) одного из цветов: черного, фиолетового и синего. При этом в пределах всей ПЗ жирность и толщина линий должна быть одинаковой. Использовать другие цвета, в том числе при оформлении рисунков, таблиц и других иллюстраций, не допускается. Подчеркивание, а также жирное исполнение заголовков, отдельных слов и т.п. в тексте, таблицах
ирисунках, с целью их выделения, не разрешается.
При электронном наборе основного текста необходимо использовать шрифт "Timеs New Roman" размером 14 или шрифт "Arial" размером 12 pt, межстрочный интервал - 8 мм, выравнивание текста - по ширине, отступ в абзаце должен быть одинаковым во всем тексте и равным пяти знакам (14 ... 16 мм). Стиль формул для "Microsoft Eguation": обычный символ – 14, крупный символ - 18, мелкий символ
– 12, крупный индекс – 9, мелкий индекс – 7 pt. Допускается при оформлении рисунков и таблиц использовать более мелкий шрифт 12 pt. Следует, однако, помнить, что высота символов и индексов в тексте должна быть не менее 2,0 при ру-
28
кописном исполнении и 1,8 мм– при электронном. Смешивание рукописного с машинописным и электронным способами исполнения текста не допускается.
При оформлении самостоятельной работы не допускаются: надрывы, протертости, смятие и загрязнение листов, неразборчивый почерк, небрежно выполненные рисунки и таблицы, неаккуратные исправления в тексте. Описки (опечатки) и графические неточности, обнаруженные в самостоятельной работе, допускается исправлять аккуратной подчисткой и нанесением исправлений теми же цветом чернил (пасты), жирности и толщиной линий.
Описания и расчеты должны быть краткими, но полностью раскрывать существо вопроса и сопровождаться ссылками на литературные или другие источники.
Самостоятельная работа должна начинаться с титульного листа. Затем помещается задание, оглавление – полное содержание по разделам с указанием страниц, введения.
Общая часть объемом до 3 страниц содержит 1 вопрос. Вопрос начинается с указания номера в соответствии с заданием на новом листе.
Часть самостоятельной работы, связанная с решением задач, содержит разделы по составу индивидуального задания, каждый из разделов начинается с номера и вопроса. Объем этой части самостоятельной работы до 7 страниц.
Библиографический список содержит перечень использованных литературных источников.
29
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Иванов, А.А. Управление в технических системах [Текст] : учеб. пособие / А.А. Иванов, С.Л. Торохов. – М.: ФОРУМ, 2012 с. – (Высшее образование)
2.Мельников, А.А. Теория автоматического управления техническими объектами автомобилей и тракторов [Текст]: учеб. пособие / А.А. Мельников. – Издат. центр «Академия», 2003. – 278 с.
3.Мельников, А.А. Управление техническими объектами автомобилей и тракторов [Текст]: учеб. пособие / А.А. Мельников. – Издат. центр «Академия»,
2003. – 375 с.
4.Бесекерский, В.А. Теория автоматического управления [Текст]: учеб. пособие / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – СПб.: «Профессия», 2003. – 752 с.
5.Теория автоматического управления [Текст]: учеб. для машиностроит. спец. вузов / В.Н. Брюханов [и др.]; под ред. Брюханова В.Н. – 3-е изд. стер. –
М.: Высш. шк., 2000. – 268 с.
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
|||
Таблица преобразований Лапласа |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оригинал x(t) |
|
Изображение X(s) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(t) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1(t) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1(t ) |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
e t |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
t |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
t 2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s3 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
t n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n! |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sn 1 |
|||||||||||||
e t |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
s |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
te t |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
(s )2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
tne t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n! |
|
||||||||||
|
|
|
|
(s )n 1 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
sin t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
s2 2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
cos t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
s2 2 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
e t sin t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
(s )2 2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
e t cos t |
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|||||||||||||
|
|
|
(s )2 2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
x(t) |
|
|
|
|
|
X (s) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
n |
||||||||||||||||
xi (t) |
|
|
|
Xi (s) |
||||||||||||||||||
i 1 |
|
|
|
|
i 1 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
x(t ) |
|
|
|
X (s)e s |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|