הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל, הפקולטה להנדסת מכונות
Transcription
הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל, הפקולטה להנדסת מכונות
הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל ,הפקולטה להנדסת מכונות TECHNION – Israel Institute of Technology, Faculty of Mechanical Engineering מבוא לבקרה )(034040 תרגול מס' – 21השהיות ,עודפי יציבות (המשך) זמן מת (השהיות) תהליך עם השהיה מתואר על ידי Pr s . P s Pr s e hsהיא פונקציה רציונאלית ו e hsהינה השהיה טהורה. במישור התדר :ההשהיה בעלת גודל קבוע e h j 1בכל תדר ,וזווית הקטנה עם התדר. e h j h : איור :Aעקום בודה של השהייה טהורה שאלה 1 Bode Diagram 20 0 -40 -60 )Magnitude (dB -20 -80 -100 -90 P -135 -225 -270 2 10 0 1 10 10 )Frequency (rad/s איור :1עקום בודה של התהליך בשאלה 1 1 -1 10 )Phase (deg -180 הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל ,הפקולטה להנדסת מכונות TECHNION – Israel Institute of Technology, Faculty of Mechanical Engineering עקום בודה של תהליך ללא קטבים ב ORHPמוצג באיור .2התהליך מבוקר בחוג סגור עם הבקר . C s 1 א .שחזרו את עקום ניקויסט של התהליך. ב .מצאו את עודפי היציבות של המערכת (עודף הגבר ,עודף פאזה) .סמנו אותם על עקום בודה וניקויסט. Bode Diagram 20 P )P*exp(-hs -20 -40 )Magnitude (dB 0 -60 0 -180 )Phase (deg -360 -540 -720 1 10 -1 0 10 10 )Frequency (rad/s איור :4עקום בודה לשאלה 1עם הוספת זמן מת לתהליך ג .כעת לתהליך מתווסף זמן מת בשיעור של ] .h=0.5[secעקום בודה החדש נתון באיור .4חשבו את עודפי היציבות החדשים מתוך העקום החדש. ד .ציירו את עקום ניקויסט של החוג הפתוח לאחר הוספת ההשהיה. שאלה 2 e hs נתון התהליך sa P s המבוקר בחוג סגור ע"י הבקר . C s 1 א .עבור a=1/2מהו תחום hעבורו החוג הסגור יציב? (למעשה מבקשים לחשב את עודף הזמן המת של המערכת) . ב .האם קיים a>0המבטיח יציבות לכל ?h 2 הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל ,הפקולטה להנדסת מכונות TECHNION – Israel Institute of Technology, Faculty of Mechanical Engineering שאלה 3 Bode Diagram 30 20 10 3.13 0 -4.92 -10 System: P Frequency (rad/s): 16.7 Magnitude (dB): -4.9 P -20 System: P Frequency (rad/s): 3.13 Phase (deg): 254 System: P Frequency (rad/s): 12.9 Phase (deg): 220 )Magnitude (dB System: P Frequency (rad/s): 2.79 Magnitude (dB): 3.1 -30 270 180 90 )Phase (deg System: P Frequency (rad/s): 2.9 Phase (deg): 195 0 1,000 100 10 )Frequency (rad/s 1 0.1 -90 0.01 איור :7עקום בודה לשאלה 3 באיור 7נתון עקום בודה של מערכת בעלת שני אפסים ושני קטבים ב .ORHPכל שאר קטביה ואפסיה נמצאים ב- .LHPהמערכת מבוקרת ע"י בקר הגבר. א .מצאו את תחום ההגברים עבורו החוג הסגור יציב. ב .באם משתמשים בהגבר K=1מצאו בקירוב את עודף ההגבר ,עודף הפאזה ועודף הזמן המת. ג .מהי שגיאת המצב המתמיד לעקיבה אחרי מדרגה באות הייחוס עבור ?K=1 ד .האם ניתן לייצב המערכת עם בקר אינטגרלי ? K 0 , Ksאם כן מצאו את ההגברים עבורם החוג הסגור יציב. 3