Wyjaśnij różnice pomiędzy układami: stabilizacji, regulacji nadążnej i regulacji programowalnej.

Układy stabilizacji w procesie regulacji mają za zadanie utrzymać stałą w czasie wartość wielkości wyjściowej mimo zmian wielkości wejściowej i działających na układ zakłóceń.

Układy regulacji nadążnej (śledzące) działają w taki sposób, aby sygnał wielkości wyjściowej nadążał za zmianami wielkości wyjściowej (aby y(t)=u(t)). Zmiany sygnałów wejściowych mają losową funkcję czasu.

Układ regulacji programowalnej - odmiana układów śledzących, z tym że sygnał wejściowy jest znaną funkcją czasu.

Wyjaśnij pojęcie astatyzmu układu regulacji.

Układ regulacji astatyczny to układ, w którym uchyb statyczny (czyli uchyb ustalony przy wymuszeniu skokowym) jest równy 0. Astatyzm zamknięty -> całkowe własności regulatora.

Dla jakiej wartości transmitancji toru otwartego G₀ uchyb statyczny w stanie ustalonym byłby równy 0?

Wartość transmitancji toru otwartego G₀(s) jest równy nieskończoność gdy uchyb statyczny w stanie ustalonym jest zerowy.

Jak zbadasz stabilnośc ukłądu zamkniętego metodą Nyquista?

Na podstawie kryterium Nyquista jest w stanie określić zapas stabilności, czyli zapas modułu (amplitudy) i zapas fazy.

Zapas modułu - wzrost wzmocnienia przy niezmiennym argumencie transmitancji układu otwartego, aby układ zamknięty znalazł się na granicy stabilnośći. Warunek: ϕ(ω-π)=-π oraz |G₀(jω-π)|≤ 1/ΔA

Zapas fazy - oznacza zaminę wartości argumentu transmitancji układu otwartego przy niezmiennym wzmocnieniu, aby układ zamknięty znalazł się na granicy stabilności. Warunek: ϕ(ω)-Δϕ≥-π oraz |G₀(jω)|=1

Interpretacja graficzna zapasu amplitudy i zapasu fazy:

Co to jest statyczny układ regulacji?

To układ, którego uchyb statyczny w stanie ustalonym przy wymuszeniu skokowym y0(t) lub z(t) jest różny od zera, niezależnie od amplitudy wymuszenia. W układzie statycznym występują różne od zera, proporcjonalne do wartości skokowego lub stałego pobudzenia, uchyby ustalone.

Jakie wartości transmitancji regulatora Gr(s) zapewniają astatyzm układu regulacji?

Układ astatyczny regulacji to układ w którym uchyb statyczny jest równy 0. Uchyb statyczny ma wartość 0 gdy transmitancja regulatora ma działanie całkujące: Gr(s)=1/s, czyli występuje biegun dla s=0.

Sterowalność:

Możliwość osiągnięcia dowolnego stanu układu w skończonym czasie za pomocą dopuszczalnego sterowania. Układ jest sterowalny gdy wyznacznik macierzy S jest różny od 0 (wtedy 2 kolumny macierzy S są niezależne liniowo).

Obserwowalność:

Możliwość określenia stanu układu w dowolnej chwili przedziału na podstawie przebiegu sygnału wyjściowego. Układ jest obserwowalny gdy wyznacznik macierzy W jest różny od 0 (wtedy 2 koulmny macierzy W są niezależne liniowo).

Stabilność:

Układ po wyprowadzeniu ze stanu równowagi sam powraca do stanu równowagi

Wyjaśnij pojęcie nadążnego układu regulacji. Wskaż przykład zastosowania.

Układ regulacji nadążnej (układ śledzący) to taki układ automatyki, którego algorytm działania realizuje pewien przebieg wielkości sterowanej, przy czym ten przebieg nie jest znany. Przykład zastosowania: radarowy układ nadążny.

Scharakteryzuj nie częstotliwościowe wskaźniki regulacji

- Wskaźnik uchybu ustalonego Es ε_s=lim_t→0ε(t); określa się przez podanie: wartości dopuszczalnej w jednostkach fizycznych lub w jednostkach względnych ε_s/Y₀(t)*100%

- Czas regulacji tr- przedział czasu od chwili wymuszenia do chwili w której uchyb przejściowy ε_p(t)= ε(t)- ε_s nie przekroczy 5% wartości maksymalnej

- Współczynnik przeregulowania H - iloraz największej wartości uchybu ε_p1 o znaku przeciwnym do znaku ε_p0 i maksymalnej wartości uchybu przejściowego H=ε_p1/ε_p0*100%

Wyjaśnij pojęcie adaptacyjnego układu regulacji. Wskaż przykład zastosowania.

Adaptacyjny układ regulacji to układ sterowania, w którym istnieje możliwość automatycznego doboru parametrów i charakterystyk, a nawet możliwa jest rekonfiguracja sprzętowa, np. włączenie urządzeń rezerwowych w przypadku awarii głównych urządzeń sterujących.

Podaj określenia granicznej częstotliwości modułu L_m oraz granicznej częstotliwości fazy.

Częstotliwość graniczna modułu L_m oznacza wartość ω_m dla której |G₀(jω_m)|=1 lub L_m0(ω_m)=0, gdzie G₀(jω_m) - transmitancja toru otwartego układu regulacji

Pulsacją graniczną fazy nazywamy pulsację ω_a dla której: φ₀(ω_a)=arc|G₀(jω_a)|=-180°

C.d. częstotliwościowych wskaźników regulacji:

Zapas fazy Δϕ₀ - określa odchylenie charakterystyki fazowej od wartości -180⁰ dla częstotliwości ω_m: Δϕ₀=180⁰+ ϕ₀(ω_m)

Zapas modułu ΔL_m - określa odchylenie charakterystyki amplitudowej od wartości 0 [dB] do częstotliwości ω_a: ΔL_mo=- ΔL_mo(ω_a)

---