2. Изследване на устойчивостта на затворената система чрез алгебрични и честотни критерии
За да бъде изследвана затворената система чрез алгебричните критерии трябва да се намери предавателната функция на затворената система с единична отрицателна обратна връзка.
Това става по следният начин:
може да се пресметне и чрез MATLAB по следния начин:
[numc,denc]=cloop(numo,deno,-1)
Получава се:
numc =
0 -10.0000 -12.0000 -1.7000 0.3000
denc =
1.0000 -8.3500 -10.5200 -1.3175 0.3250
Където numc и denc са съответно числителя и знаменателя на затворената система. Както се вижда аналитичният резултат и резултата от MATLAB съвпада следователно аналитичният резултат е верен.
Критерият на Хурвиц гласи: необходимо и достатъчно условие за устойчивост на затворена система с еденична обратна връзка е всички коефициенти на характеристичното уравнение и всички диагонални минори на детерминантата на Хурвиц да са положителни.
Съществуват отрицателни коефициенти в характеристичното, следователно затворената система е неустойчива.
Нека да разгледаме устойчивостта на системата по честотният метод на Боде с Matlab:
figure(6)
margin(numo,den),grid
Получената графика е показана на фиг.2.1
Фиг.2.1
Ако се анализират логаритмичните честотни характеристики на отворената система, представени на фиг.2.1, се вижда, че за срязващата честота , стойността на ЛФЧХ φ(ωc) =-267.4o Следователно затворената, с единична отрицателна обратна връзка, система ще бъде неустойчива (запасът по фаза е Δφ=-87.4o). Граничната стойност на коефициента на пропорционалност може да се определи чрез запаса по модул ΔG , който е изчислен в променливата Gm:
[Gm,Phm,wcg,wcp]=margin(numo,deno)
Gm =
0.0845
Phm =
-87.3879
wcg =
0.5447
wcp =
10.0656
Граничната стойност на коефициента на усилване се изчислява по следния начин:
kgr=k*Gm
kgr =
1.0136
Вижда се, че граничната стойност на коефициента на усилване е по-малка от коефициента на пропорционалност на системата, което потвърждава неустойчивостта на системата.
Сподели с приятели: |