КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Особенности нелинейных систем. Типовые нелинейные характеристики. Нелинейные дифференциальные уравненияЧасть 1. Нелинейные системы ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕКЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС Т а б л и ц а 3.8 Оператор сопряжения R
ДИСЦИПЛИНЫ Система автоматического управления или регулирования называется нелинейной в том случае, если хотя бы одно звено системы описывается нелинейным уравнением (обладает нелинейной характеристикой). В первой части курса изучались линейныесистемы как обыкновенные, так и другие (с запаздыванием, с распределенными параметрами, с переменными параметрами и дискретные). Система любого из этих видов становится нелинейной, если хотя бы в одном звене системы имеется какое-либо отклонение от линейной зависимости. Поэтому класс возможных нелинейных систем весьма широк. Строго говоря, все реальные системы являются в большей или меньшей степени нелинейными. Однако во всех случаях, когда с инженерной точки зрения допустимо рассматривать линеаризованную систему, обращаются к линейной теории как более простой и более разработанной. И только тогда, когда нелинейность играет существенную роль в поведении системы, прибегают к теории нелинейных систем. Последняя становится все более важной для практики по мере повышения требований к качеству процессов и к точности расчета систем автоматического управления и регулирования. Можно различать статические и динамические нелинейности. Статические нелинейности — это нелинейности статических характеристик.Они могут быть непрерывными (рис. 1.1), или релейными (рис. 1.2). С другой стороны, они могут быть однозначными (рис. 1.1 и 1.2), петлевыми гистерезисными (рис. 1.3) или опережающими (рис. 1.4). Па рисунках даны примеры аналитического описания статических нелинейностей. Нелинейные статические характеристики могут иметь и более сложный вид, как это показано, например, на рис. 1.5. а) Комбинация релейной и линейной характеристик; б) характеристика расхода газа х2 при разных давлениях в зависимости от открытия клапана х1 в) зависимость скорости Рис. 1.2.
привода х2 от управляющего сигнала х1 при разных нагрузках; г) зависимость между моментом и угловой скоростью электродвигателя при разных напряжениях. Динамические нелинейности — это нелинейности, связанные с дифференциальными уравнениями динамики звена. К ним относится, например, нелинейное трение. Так, нелинейная сила вязкого трения характеризуется выражением Сила сухого трения в простейшем случае (имеются и более сложные зависимости) описывается соотношением Рис. 1.3. Звено с изменяющейся постоянной времени имеет вид или же
Рис. 1.4. Рис. 1.5. Здесь надо отметить особенность такой динамической нелинейности по сравнению с линейным звеним с переменным параметром вида В системе с переменными параметрами фигурирует зависимость коэффициентов от времени, в то время как нелинейность характеризует их зависимость от координат (или производных). Точно так же, например, гистерезис (рис. 1.3) представляет собой нелинейное (координатное) запаздывание, в отличие от временного или инерционного в линейных системах. Аналогично на рис. 1.4 представлено нелинейное (координатное) опережение. Конечно, -могут быть нелинейные звенья с переменным параметром, например вида а также нелинейные запаздывающие звенья типа Примерами динамических нелинейностей могут служить также любые нелинейные дифференциальные, разностные и интегральные уравнения. Нелинейности в системах управления и регулирования могут быть естественно присущими реальной системе (трение, люфт, гистерезис, зона нечувствительности, насыщение) и зачастую вредными; влияние их в этом случае надо стремиться уменьшить. Но могут быть и специально вводимые нелинейности для придания системе желаемых свойств. Таковы, например, релейные элементы и различные нелинейные и псевдолинейные корректирующие устройства. Большой интерес представляют также логические нелинейные управляющие блоки и системы с переменной структурой, о которых речь будет в последующих главах. Оптимизация систем автоматического управления также в большинстве случаев связана с введением специальных нелинейностей в контур системы. Введение специальных нелинейностей приводит к различным нелинейным законам управления, которые обладают более богатыми возможностями по сравнению с линейными.
Дата добавления: 2014-11-20; Просмотров: 1437; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |