Определение устойчивости нелинейной системы

x = 0,18 y2 ln (- 3 - 12 - x) + C1= 0,18 y2 ln (- 3 + 12 - x) + C2

Рисунок 5. Фазовый портрет

Вывод: согласно фазовому портрету, данная система является устойчивой, т.к. изображающая точка, независимо от ее начального положения, двигаясь по фазовой траектории, приходит к точке покоя (точкой покоя считается изолированная особая точка с координатами у = 0, dу/dt = 0).

Задача 3. Проверить выполнение достаточного условия абсолютной устойчивости системы при следующих значениях параметров системы: Т1=NВ с, Т2=NВ/2 с, ξ1= NВ/1,5, ξ2=NВ/10, коэффициент передачи линейной части системы kл=4, коэффициент усиления нелинейного звена kн=c/b=NВ/5 (рисунок 6). Определить граничное значение коэффициента k=kлkн, где NВ - номер варианта.

Рисунок 6.

Исходные данные:

Т1=Nв=6с;

Т2=Nв/2=6/2=3с;

ξ1=Nв/1,5=6/1,5=4;

ξ2=Nв/10=6/10=0,6;л=4;н=c/b=NВ/5=6/5=1,2

Решение

Коэффициент передачи разомкнутой системы:

k=kл*kн=4*0,4 = 4,8 отнесём к нелинейному звену.

Точка на вещественной оси:

/k=1/1,6=0,625

Тогда частотная передаточная функция разомкнутой системы будет равна:

Подставляем значения и перемножаем:

В знаменателе раскрываем скобки, чтобы избавиться от j в знаменателе (вычисления опущены). Результат:

Разделяем вещественную и мнимую части:

Для построения видоизмененной частотной характеристики (модифицированный годограф), необходимо умножить мнимую часть на ωT0, где T0 =1с - нормирующий множитель:

Вычисляем ряд значений в Excel и строим модифицированный годограф таким образом, чтобы крайняя левая точка вещественной оси соответствовала -1/k=-1/4,8=-0,2 (рисунок 8). Через эту точку можно провести прямую Попова так, что вся построенная характеристика будет располагаться справа от неё. Следовательно, данная система будет абсолютно устойчивой при заданном k =4,8, если статическая характеристика нелинейного звена целиком располагается в секторе (0, k). Этот сектор заштрихован на рисунке 9.

Рисунок 8. Характеристика М*(ω)=f(В*(ω)).

Рисунок 9.

Граничное значение коэффициента передачи kгр=1/0,8=1,25.

Задача 4. Исследовать устойчивость состояния равновесия системы (рис. 10), если заданы параметры линейной части системы k1=NB с-1, Т1=NB/10 с и статическая характеристика нелинейного звена, для которой b1=NB/10, b2=NB/7, k=tgα=NB, где NВ - номер варианта.

Рисунок 10.

Исходные данные:1=NВ=6 c-1;

Т1=Nв/10=6/10=0,6 с;

b1= Nв/10=6/10=0,6;

b2= Nв/7=6/7=0,86;=tgα=NВ=6

Решение

Амплитудно-фазовая характеристика линейной части:

Избавляемся от j в знаменателе:

Разделяем вещественную и мнимую части:

Читайте также

Построение внутренней памяти процессорной системы, состоящей из ПЗУ и статического ОЗУ
Построить внутреннюю память процессорной системы, состоящую из ПЗУ и статического ОЗУ. Процессорная система работает в реальном режиме. Разрядность ША - 20, ШД - 8. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: ...

Моделирование мобильных систем связи
При организации сети сотовой связи для определения оптимального места установки и числа базовых станций, а также для решения других задач необходимо уметь рассчитывать характеристики сиг ...

Проектирование и расчет электрической сети 110-220 кВ
Проектирование электроэнергетических систем требует комплексного подхода к выбору и оптимизации схем электрических сетей и технико-экономическому обоснованию решений, определяющих состав ...