Все линейные звенья описываются линейными ДУ и соответствующими им пФ. Все характеристики линейных звеньев делятся на:
1) статические – это отношение выхода системы к входу в установившемся состоянии
Три типа звеньев
а) звенья позиционного типа:
б) звенья интегрирующего типа: или
в) звенья дифференцирующего типа:
2) динамические – это реакция системы на типовое входное воздействие.
Принято использовать следующие входные воздействия:
а) единичная ступенчатая функция:
б) единичная импульсная функция:
в) гармонические функции: или
В зависимости от вида типового воздействия разделяют:
1. временные характеристики
(1)переходная характеристика – реакция системы на единичную ступенчатую ф-ю.
(2) весовая функция импульсная переходная функция – реакция системы на единичную импульсную ф-ю.
(1) и (2) однозначно связаны между собой: знание либо либо полностью определяет динамические свойства системы
Весовая и ПФ связаны между собой двухсторонним преобразованием Лапласа:
|
|
Основные параметры переходной функции:
1) статистическая ошибка: (разница между входным и выходным сигналов в установившемся режиме). Если система статическая, если астатическая.
2) динамическое отклонение: (характеризует выброс в установившемся режиме).
3)Время регулирования - это время, после которого разность между текущим значением выходного сигнала и установившимся значением может иметь величину, меньшую величины:
. Для технических систем .
4)перерегулирование . Для рабочих технических систем .
5) время нарастания - время, за которое система достигает установившегося значения.
6) логарифмический декремент затухания: .
7) число колебаний – число максимумов на промежутке времени
2. частотные характеристики
(1) амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ): - это кривая на комплексной плоскости при изменении частоты .
(2) АЧХ:
(3) ФЧХ:
(4) Вещественная ЧХ (ВЧХ):
(5) Мнимая ЧХ (МЧХ):
(6) Логарифмическая АЧХ (ЛАЧХ): (в Дб)
По оси x откладывается , а по y - .
(7) ЛФЧХ: По оси x откладывается , а по y – градусы/радианы (как в ФЧХ).
ЛАЧХ и ЛФЧХ удобны для ручных вычислений, построений и визуального анализа.
Типовые случаи ЛЧХ:
--
-- (спад на 20 дБ на декаду)
--