Frekvenciatartomány Irányítástechnika PE MI BSc 1

Hasonló dokumentumok
A kör harmadik pontjának meghatározásához egy könnyen kiszámítható pontot keressünk

Irányítástechnika 3. előadás

A Bode-diagram felvétele

( ) abszolút érték függvényét!

Az átviteli (transzfer) függvény, átviteli karakterisztika, Bode diagrammok

Érzékelők és beavatkozók

Tartalom. Soros kompenzátor tervezése 1. Tervezési célok 2. Tervezés felnyitott hurokban 3. Elemzés zárt hurokban 4. Demonstrációs példák

Irányítástechnika 4. előadás

Laplace transzformáció

Szabályozás Irányítástechnika PE MIK MI BSc 1

A maximálisan lapos esetben a hurokerősítés Bode diagramjának elhelyezkedése Q * p így is írható:

Ipari folyamatirányítás

Számítógépes gyakorlat MATLAB, Control System Toolbox

Irányítástechnika GÁSPÁR PÉTER. Prof. BOKOR JÓZSEF útmutatásai alapján

Stabilitás. Input / output rendszerek

Márkus Zsolt Értelmezések, munkapont beállítások BMF -

Feladatgy jtemény az Irányítástechnika II. c. tárgyhoz

Alaptagok Nyquist és Bode diagramjai

DIFFERENCIÁL EGYENLETRENDSZEREK DR. BENYÓ ZOLTÁN

Gépészeti rendszertechnika (NGB_KV002_1)

Alaptagok Nyquist- és Bode-diagramjai

Bevezetés az állapottér-elméletbe Dinamikus rendszerek állapottér reprezentációi

FELADATMEGOLDÁSI GYAKORLATOK SZABÁLYOZÁSTECHNIKA

Segédlet a gyakorlati tananyaghoz GEVAU141B, GEVAU188B c. tantárgyakból

Számítógépes gyakorlat Irányítási rendszerek szintézise

MŰSZAKI FIZIKA I. Dr. Iványi Miklósné professor emeritus. 5. Előadás

Irányítástechnika (BMEGERIA35I) SOROS KOMPENZÁCIÓ. 2010/11/1. félév. Dr. Aradi Petra

Irányítástechnika II. előadásvázlat

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI

TARTÓSZERKEZETEK II.-III.

Történeti Áttekintés

A 2006/2007. tanévi Országos középiskolai Tanulmányi Verseny második fordulójának feladatai és azok megoldásai f i z i k á b ó l. I.

Állapottér modellek tulajdonságai PTE PMMK MI BSc 1

Egyedi cölöp süllyedésszámítása

L-transzformáltja: G(s) = L{g(t)}.

Soros felépítésű folytonos PID szabályozó

Irányítástechnika GÁSPÁR PÉTER. Prof. BOKOR JÓZSEF útmutatásai alapján

Dr. Gyurcsek István. Példafeladatok. Helygörbék Bode-diagramok HELYGÖRBÉK, BODE-DIAGRAMOK DR. GYURCSEK ISTVÁN

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

Villamosságtan szigorlati tételek

Digitális jelfeldolgozás

Számítógépvezérelt irányítás és szabályozás elmélete (Bevezetés a rendszer- és irányításelméletbe, Computer Controlled Systems) 7.

Hurokegyenlet alakja, ha az áram irányával megegyező feszültségeséseket tekintjük pozitívnak:

IRÁNYÍTÁSTECHNIKA II. Lineáris szabályozások

Márkus Zsolt Tulajdonságok, jelleggörbék, stb BMF -

Szinuszjel-illesztő módszer jeltorzulás mérésekhez 1. Bevezetés 2. A mérés elve

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

1.1. A Laplace-transzformált és fontosabb tulajdonságai

Gépészeti rendszertechnika (NGB_KV002_1)

Anyagátviteli műveletek példatár

Irányítás előrecsatolással (Feed-forward control)

Eötvös Lóránd Tudományegyetem Természettudományi Kar. A Laplace-transzformáció és alkalmazásai. Szakdolgozat. Laczkó Éva





























I. feladatsor i i i i 5i i i 0 6 6i. 3 5i i

A kémiai kötés magasabb szinten

Az egységugrás függvény a 0 időpillanatot követően 10 nagyságú jelet ad, valamint K=2. Vizsgáljuk meg a kimenetet:

Bevezetés az állapottér elméletbe: Állapottér reprezentációk

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

Gyengesavak disszociációs állandójának meghatározása potenciometriás titrálással

Mintapélda. Szivattyúperem furatának mérése tapintós furatmérővel. Megnevezés: Szivattyúperem Anyag: alumíniumötvözet

RC tag mérési jegyz könyv

Lineáris rendszerek stabilitása

RENDSZERTECHNIKA 8. GYAKORLAT

Koppány Krisztián, SZE Koppány Krisztián, SZE

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Repülőgépek és hajók Tanszék

DINAMIKAI VIZSGÁLAT OPERÁTOROS TARTOMÁNYBAN Dr. Aradi Petra, Dr. Niedermayer Péter: Rendszertechnika segédlet 1

Bevezetés a méréstechinkába, és jelfeldologzásba jegyzőkönyv

Jelek és rendszerek 1. 10/9/2011 Dr. Buchman Attila Informatikai Rendszerek és Hálózatok Tanszék

8. Gyors folyamatok szabályozása

Programozható vezérlő rendszerek. Szabályozástechnika

Enzimkinetika. Enzimkinetika

Átírás:

Frekvenciatartomány ny 008.03.4. Irányítátechnika PE MI BSc

Frekvenciatartomány bevezetéének indoka: általában időtartománybeli válaz kell alkalmazott teztelek i ezt indokolák információ rendzerek eetében a elek zinuzo komponeneket tartalmaznak máodrendű rendzerek alapán látzik, hogy a paraméterek meghatározáa lényege é nem egyzerű feladat frekvenciatartományban okféle módzer egíti az analízit é a tervezét Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/

Frekvenciatartomány lineári rendzereknél zoro özefüggé van az időtartomány é a frekvenciatartomány között a frekvenciatartománybeli adatokból következtetni lehet az időtartománybeli vielkedére alkalmazáának indoka özefoglalva: meglévő ezközök alkalmazhatóága ól kiegézíti az időtartománybeli vizgálatokat érdeme elvégezni olyan rendzereknél i, amelyek oha nem kapnak zinuzo gereztét Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/3

Frekvenciatartomány bevezetée legyen a bemenet R amplitúdóú 0 frekvenciáú zinuzo el: u(t) R in 0 t az állandóult állapotbeli kimenet y(t) C in( 0 t ϕ) ahol C a kimenet amplitúdóa, a ϕ fáziieté vagy fázikéé Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/4

Frekvenciatartomány bevezetée Legyen () a tag átviteli függvénye, ekkor: Y() ()U() Frekvenciatartományhoz vezeük be kifeezét: Y() ()U() A frekvencia változók zokáo felíráa: Y() Y() Y() ahol Y() a el amplitúdóa Y() a el fázia Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/5

Frekvenciatartomány bevezetée Ennek alapán az amplitúdók közötti özefüggé: Y() () U() a fáziok közötti özefüggé Y() () U() Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/6

Frekvenciatartomány bevezetée Legyen az átviteli függvény ( ) Y U ( ) ( ) ( z )( z ) K ( zm ) ( p )( p ) K ( p ) K n legyen a bemenet u(t) int az amplitúdó, frekvencia rad/ a bemenet Laplace tranzformálta: U ( ) Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/7

Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/8 Frekvenciatartomány bevezetée a kimenet: átírva parciáli törtekre inverz Laplace-tranzformálva ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( )( ) ( ) n m p p p z z z K U Y K K ( ) ( ) n n p B p B A A Y K ( ) t p n t p t t n e B B e e A A e t y K állandóult állapotbeli vielkedé tranzien vielkedé (tabil eetben)

Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/9 Frekvenciatartomány bevezetée Ha p,, p n negatív való rézű póluok, akkor Az együtthatók meghatározáához egyenletet zorozzuk meg (-)-val é helyetteítünk be -t ( ) t t t e A A e t lim y ( ) A A ( ) ( ) ( ) A A

Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/0 Frekvenciatartomány bevezetée A meghatározáához zorozzuk meg ()-val é helyetteítünk be - -t : azaz ( ) ( ) ( ) ( ) e A ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) e A ( ) [ ] ( ) ( ) ( ) ( ) t t t e e t y ( ) ( ) ( ) t in

Frekvenciatartomány bevezetée A rendzer átviteli függvénye imeretében, zinuzo bemenet eetén a kimenet a () amplitúdókarakteriztika é a () fázikarakteriztika alapán meghatározható. Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/

Zárt kör frekvenciatartománybeli válaza Legyen az eredő átviteli függvény: zinuzo bemenet eetén, állandóult állapotban behelyetteítéel: bontuk fel e -t: ( ) ( ) Y e ( ) U ( ) ( ) Y e ( ) U ( ) ( ) H ( ) ( ) ( ) H ( ) e () e () e () Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/

Zárt kör frekvenciatartománybeli válaza ekkor a zárt kör eredő átviteli függvényének amplitúdóa: fázia: ( ) ( ) ( ) H ( ) e ( ) ( ) H ( ) ( ) ϕ( ) ( ) ( ( ) H ( ) ) e Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/3

Frekvenciafüggvények ábrázolái módai Amplitúdó-fázi görbe, Nyquit-diagram frekvenciát 0 < tartományban változtatva minden értékhez meghatározzuk é a komplex íkon ábrázoluk a () () () A()e ϕ() Re( ()) Im( ()) képletben zereplő A() abzolút értéket é ϕ() fázieltolái zöget. Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/4

Frekvenciafüggvények ábrázolái módai Az így kapott pontokat özekötük é elölük a növekvő frekvencia irányát A elleg görbe egye ponta állandóult (kvázitacionáriu) állapotot adnak meg. yakorlati alkalmazáa nehézke: egy pont meghatározáa i ok munka tag paramétere vagy rendzer elemeinek megváltozáakor úra kell zerkezteni Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/5

Frekvenciafüggvények ábrázolái módai Bode-diagram cél a Nyquit-diagram hátrányainak kiküzöbölée () A() e ϕ() () e ϕ() ln () ln () ϕ() az amplitúdó logaritmuát é a fázizöget a frekvencia függvényében ábrázolva kapuk a Bode-diagramot gyakorlatban az amplitúdóvizonyt decibelben aduk meg: Irányítátechnika PE MI BSc A()[dB] 0lg () Frekvenciatartomány/6

Frekvenciafüggvények ábrázolái módai előnyei: könnyen zerkezthető görbék zorzat függvények (oro kapcolá) özeadára vezethetők viza: 0lg(A e ϕ A e ϕ ) 0lgA 0lgA (ϕ ϕ ) 0lge Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/7

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Nulladrendű tag I/O modell: yku átviteli függvény: ()K frekvenciafüggvény: ()K Nyquit diagram: K Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/8

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram: 0lg K azaz a nulladrendű tag orba kapcolá eetén az eredő amplitúdó görbéét az erőíté logaritmuának megfelelően függőlege irányba eltola, a fázi görbét változatlanul hagya Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/9

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Integráló tag I/O modell: ( T y ) I u átviteli függvény: frekvenciafüggvény: Nyquit diagram: ( ) T ( ) I T I Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/0

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram T I azaz a integráló tag orba kapcolá eetén az eredő amplitúdó görbéét -0 db meredekégű egyeneel eltola, a fázi görbét -90 o -kal ietteti Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Előrendű tag I/O modell: τ átviteli függvény: az u(t) Mint bemenetre adott válaz: y Irányítátechnika PE MI BSc Y ( y ) y Ku ( ) K K τ M ( ) ( ) U ( ) ( t) MK τ ( t ϕ) t τ τ in e τ τ tranzien tag t tag 0 állandóult állapotot leíró tag Frekvenciatartomány/

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei frekvenciafüggvény: ( ) K τ τ K τ Kτ való réz képzete réz Nyquit diagram: Im K Re Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/3

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram: 0lg τ 0lg τ [ db] alacony frekvenciánál << /τ 0lg τ 0lg 0 [ db] maga frekvenciánál >> /τ 0lg τ 0lg τ [ db] Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/4

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram: -0dB/dekád τ ϕ arctgτ Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/5

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Máodrendű tag I/O modell: ( T y ) T y ( ) y Ku átviteli függvény: frekvenciafüggvény: ( ) T ( ) K ξt T K ( ) ξt az eetek zétválogatáa ξ értéke alapán, legyen K Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/6

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei legyen ξ >, ekkor a máodrendű tag két előrendű orbakapcolt tagnak felel meg: ( ) ( ) ( ) T Nyquit diagram: a T b a b A() K Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/7

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram: [ db] 0lg a ( ) b ( ) 0lg a ( ) 0lg b ( ) [ db] [ db] a a ϕ e ϕ a ϕ b arctgτ arctgτ -0dB/dekád -40dB/dekád Irányítátechnika PE MI BSc T a T b T a Frekvenciatartomány/8 T b

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei legyen 0 <ξ <, ekkor [ db] 0lg 0lg ξ T Tξ ( ) ( ) T ( T ) ϕ ξt ( ) arctg T Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/9

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Nyquit diagram A( ) A( ) Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/30

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram: alacony frekvenciánál << /T az T elhanyagolható az mellett, így [db] 0 maga frekvenciánál >> /T az 4 T 4 tag mellett a többi tag elhanyagolható, így 4 4 [ db] 0lg T 40lg T legyen /T itt a ponto érték: [ db] 0lg 4ξ 0lg ξ [ db] 0lg ( T ) ( Tξ ) Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/3

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram T T Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/3

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Magaabb rendű tag I/O modell: 3 ( 3) ( T y T y ) T y ( ) y 3 Ku átviteli függvény: frekvenciafüggvény: ( ) T K 3 3 3 T T ( ) T K 3 ( ) T ( ) T 3 3 Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/33

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei átmeneti függvény: Nyquit diagram Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/34

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram 60dB / dekád o 70 Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/35

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Egytároló integráló tag ( ) T ( ) T TI T Nyquit diagram Bode diagram /T /T I Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/36

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Deriváló tag I/O modell: y T D u ( ) átviteli függvény: ( ) T D frekvenciafüggvény: ( ) T D Nyquit diagram: Bode diagram: Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/37

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Egytároló deriváló tag I/O modell: átviteli függvény: frekvenciafüggvény: T ( ) ( y y T ) Du ( ) T D T ( ) T D T Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/38

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Nyquit diagram: T D T Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/39

Dinamiku tagok frekvenciafüggvényei Bode diagram 0dB / dekád 0lg T D T /T D /T /T Irányítátechnika PE MI BSc Frekvenciatartomány/40