TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 8. Inversa cirkelkriteriet. Föreläsning 9. Föreläsning 9: Cirkelkriteriet och beskrivande funktion

Relevanta dokument
Cirkelkriteriet (12.3)

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 9. Cirkelkriteriet. Sammanfattning av föreläsning 9, forts. Amplitudstabilitet hos svängningar

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 10: Fasplan. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet. Torkel Glad Reglerteori 2015, Föreläsning 10

Exempel: DC-servo med styrsignalmättning DEL III: OLINJÄR REGLERTEORI. DC-servo forts.: Rampsvar och sinussvar

Reglerteori. Föreläsning 10. Torkel Glad

Reglerteori. Föreläsning 8. Torkel Glad

Reglerteori, TSRT09. Föreläsning 8: Olinjäriteter och stabilitet. Torkel Glad. Reglerteknik, ISY, Linköpings Universitet

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik fk M (TSRT06)

TSRT19 Reglerteknik: Välkomna!

Stabilitetsanalys och reglering av olinjära system

G(s) = 5s + 1 s(10s + 1)

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

TSRT09 Reglerteori. Reglerteknik. Vilka är systemen som man styr? Vilka är systemen som man styr? Föreläsning 1: Inledning, reglerproblemet

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

Reglerteknik AK. Tentamen 24 oktober 2016 kl 8-13

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av Föreläsning 1. Sammanfattning av Föreläsning 1, forts. Sammanfattning av Föreläsning 1, forts.

Föreläsning 3. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 9 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 4

REGLERTEKNIK KTH. REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120 Tentamen , kl

Olinjära system (11, 12.1)

Reglerteknik AK, FRTF05

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

Kan vi beskriva ett system utan någon fysikalisk kännedom om systemet?

Lösningar till övningar i Reglerteknik

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 10. Fasplan. Olika typer av jämviktspunkter. Samband linjärt olinjärt: nära jämviktspunkt

Reglerteori. Föreläsning 11. Torkel Glad

För ett andra ordningens system utan nollställen, där överföringsfunktionen är. ω 2 0 s 2 + 2ζω 0 s + ω0

Lösningsförslag till tentamen i Reglerteknik (TSRT19)

Sammanfattning av föreläsning 4. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 5. Identifiering av olinjära modeller

Attila Szabo Niclas Larson Gunilla Viklund Mikael Marklund Daniel Dufåker. GeoGebraexempel

ÖVNINGSTENTAMEN Modellering av dynamiska system 5hp

TSIU61: Reglerteknik. Sammanfattning från föreläsning 5 (2/4) Stabilitet Specifikationer med frekvensbeskrivning

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

Reglerteori. Föreläsning 4. Torkel Glad

REGLERTEKNIK KTH REGLERTEKNIK AK EL1000/EL1110/EL1120

Reglerteknik AK, FRTF05

2 Ortogonala signaler. Fourierserier. Enkla filter.

Formelsamling i Reglerteknik

Figur 2: Bodediagrammets amplitudkurva i uppgift 1d

Lösningar till Tentamen i Reglerteknik AK EL1000/EL1100/EL

1RT490 Reglerteknik I 5hp Tentamen: Del B

TSRT09 Reglerteori. Sammanfattning av föreläsning 5: RGA, IMC. Föreläsning 6. Sammanfattning av föreläsning 5: LQG. Föreläsning 6: LQ-reglering

Sammanfattning av föreläsning 10. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 11. DAE-modeller. Modelltyper. Föreläsning 11 : DAEmodeller

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 5. Sammanfattning av föreläsning 4 Frekvensanalys Bodediagram

Lösningar Reglerteknik AK Tentamen

Om för en reellvärd funktion f som är definierad på mängden D gäller följande

Förra föreläsningen. Reglerteknik AK F6. Repetition frekvensanalys. Exempel: experiment på ögats pupill. Frekvenssvar.

Föreläsning 7. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 26 september Avdelningen för Reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

Reglerteori. Föreläsning 12. Torkel Glad

6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner. 6. Stabilitet. 6.2 Poler och stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner

Nyquistkriteriet. Henrik Sandberg. Extra material till Reglerteknik AK 19 maj 2014

Frekvensbeskrivning, Bodediagram

STABILITET FÖR ICKE-LINJÄRA SYSTEM

Reglerteknik AK. Tentamen 27 oktober 2015 kl 8-13

KTH, Matematik. Del I. (totalt 15 poäng, inklusive bonuspoäng). (1) Betrakta följande mängder i R 3 :

Figure 1: Blockdiagram. V (s) + G C (s)y ref (s) 1 + G O (s)

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet

6. Stabilitet. 6. Stabilitet

= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 2

Nyquistkriteriet, kretsformning

Frekvensbeskrivning, Bodediagram

Industriell reglerteknik: Föreläsning 3

TSDT18/84 SigSys Kap 4 Laplacetransformanalys av tidskontinuerliga system. De flesta begränsade insignaler ger upphov till begränsade utsignaler

Kaskadreglering. Systemteknik/Processreglering Föreläsning 10. Kaskadreglering blockschema. Framkoppling. Exempel: reglering av värmeväxlare

Övningar i Reglerteknik

Exempelsamling Grundläggande systemmodeller. Klas Nordberg Computer Vision Laboratory Department of Electrical Engineering Linköping University

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 3. Sammanfattning av föreläsning 2 PID-reglering Blockschemaräkning Reglerdesign för svävande kula

Exempelsamling Grundläggande systemmodeller. Klas Nordberg Computer Vision Laboratory Department of Electrical Engineering Linköping University

Robust flervariabel reglering

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik M Föreläsning 7. Framkoppling Koppling mellan öppna systemets Bodediagram och slutna systemets stabilitet

Lösningsförslag TSRT09 Reglerteori

TENTAMEN I REGLERTEKNIK Y TSRT12 för Y3 och D3. Lycka till!

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

Reglerteknik AK Tentamen

DIGITALA FILTER. Tillämpad Fysik Och Elektronik 1. Frekvensfunktioner FREKVENSSVAR FÖR ETT TIDSDISKRET SYSTEM. x(n)= Asin(Ωn)

Robust flervariabel reglering

ERE 102 Reglerteknik D Tentamen

6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6. Stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner. 6. Stabilitet. 6.2 Poler och stabilitet. 6.1 Stabilitetsdefinitioner

TENTAMEN I REGLERTEKNIK TSRT03, TSRT19

Reglerteori. Föreläsning 3. Torkel Glad

TENTAMEN I TSRT09 REGLERTEORI

10. Kretsar med långsamt varierande ström

1. Inledning. x y z. u = xe 1 + ye 2 + ze 3 = e

För att förenkla presentationen antas inledningsvis att förstärkningen K 0, och vi återkommer till negativt K senare.

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 10

i(t) C i(t) = dq(t) dt = C dy(t) dt y(t) + (4)

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik M Föreläsning 9

Transkript:

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill / 2 Sammanfattning av föreläsning 8 TSRT9 glerteori Föreläsning 9: Cirkelkriteriet och beskrivande fnktion Daniel Axehill glerteknik, ISY, Linköpings Universitet Olinjära sstem: Sperpositionsprincipen gäller inte. Lapnovfnktioner kan användas för att visa stabilitet. Linjäriserade sstemet i x o asmptotiskt stabilt olinjära sstemet asmptotiskt stabilt nära x o. Cirkelkriteriet generaliserar nqistkriteriet. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 2 / 2 Föreläsning 9 glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 3 / 2 Inversa cirkelkriteriet Inför G = G +kg och f() = f()+k samt r =(k 2 k )/2. Lågförstärkningssatsen på G, f ger r < eller >r Cirkelkriteriet mer i detalj. Beskrivande fnktion. Definitionen av G ger /+k >r k r Avbildningen z /z överför inversa cirkelkriteriet till det vanliga.

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 4 / 2 Cirkelkriteriet Linjärt sstem återkopplat med en statisk olinjäritet f(x) f() =, k f(x) x k 2 Stabilt om nqistkrvan till inte omcirklar eller går in i cirkeln. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 5 / 2 Beskrivande fnktion När ppstår självsvängning i ett olinjärt sstem? Vilken amplitd och frekvens får den? Är den amplitdstabil? k k 2 Analsmetod: Beskriv en olinjäritet som en amplitdberoende förstärkning. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 6 / 2 Ett enkelt återkopplat linjärt sstem glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 7 / 2 Ett enkelt återkopplat linjärt sstem 3 e K s(s +) 2 2 2 2 3 4 5 t Instabilt!

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 8 / 2 Ett enkelt återkopplat sstem med mättning glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 9 / 2 Ett enkelt återkopplat sstem med mättning Samma sstem, fast n med en mättning i loopen..5 e K s(s +) 2.5.5.5 2 3 4 5 t Notera amplitd-stabiliteten! glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill / 2 Sinssignal genom statisk olinjäritet = C sin ωt f = f(c sin ωt) Forierserietveckla : = 2Ã(C)+ (Ãn(C) cos(nωt)+ B n (C)sin(nωt)) = A (C)+ n= A n (C)sin(nωt + φ n (C)) n= Definiera en beskrivande fnktion som = A (C)e iφ (C) C är förstärkning och arg fasförskjtning av grndtonen. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill / 2 Sins genom olinjäritet följd av linjärt sstem = C sin ωt = A (C)+ f A n (C)sin(nωt + φ n (C)) n= = A (C) G() + A n (C) G(inω) Olin. ss. Lin. ss. där ψ(ω) = arg. n= Olin. ss. Lin. ss. sin(nωt + φ n (C) Olin. ss. + ψ(nω) ) Lin. ss.

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill / 2 Sins genom olinjäritet följd av linjärt sstem f Antaganden: A =(gäller t.ex. om f dda fnktion). G(kiω) <<, k >, d.v.s. G brant LP filter. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 2 / 2 Följ sinstermen rnt återkopplingen e f( ) Försmma allt annat än grndtonen: Då gäller där ψ(ω) = arg. A (C) sin(ωt + φ (C)+ψ(ω)) = C sin ωt = A (C)sin(ωt + φ (C)) = A (C) sin(ωt + φ (C)+ψ(ω)) e = glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 2 / 2 Följ sinstermen rnt återkopplingen glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 2 / 2 Följ sinstermen rnt återkopplingen f( ) f( ) e e Villkor för självsvängning: e =, d.v.s. e = A (C) sin(ωt + φ (C)+ψ(ω)+π) =C sin(ωt) = Amplitd lika: A (C) = C Fas lika sånär som på 2π: φ (C)+ψ(ω) =π + ν2π Eller mer kompakt (fas och amplitd i en ekvation) = eftersom = e iψ(ω). J.m.f. med att nqistkrvan passerar precis genom pnkten.

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 3 / 2 Beskrivande fnktion: tolkning glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 4 / 2 Beskrivande fnktion: alternativ formlering Y f kan ekvivalent skrivas som Den beskrivande fnktionen ges alltså av = A (C)e iφ (C) C Tolkning: överföringsfnktionen för olinjäriteten för en stationär sins (grndtonen). Amplitdberoende förstärkning. Förstärkningen ges av och fasförskjtningen av arg. där a(c) = π b(c) = π = b(c)+ia(c) C 2π 2π f(c sin α)cosαdα f(c sin α)sinαdα d.v.s. de vanliga forierkoefficienterna tillhörande grndtonen (med periodtiden normerad till 2π). glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 5 / 2 Exempel: Idealt relä glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 6 / 2 Beskrivande fnktion: användning ger b(c) = π π f(e) = sin αdα + π { om e> om e< 2π π ( sin α)dα = 4, a(c) = π Är en approximativ metod, eftersom man gör antagandet att övertonerna inte påverkar. Beräkning av (approximativ) självsvängning görs i stegen. Beräkna givet olinjäriteten. 2. Lös antingen { A (C) = C φ (C)+ψ(ω) =π + ν2π vilket ger = 4 πc eller = Ekvationen kan lösas antingen algebraiskt eller grafiskt.

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 7 / 2 Beräkning av självsvängning: Grafisk metod glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 8 / 2 Exempel: Idealt relä i slten loop, grafisk lösning Ekvationen kan också skrivas = = - Y f C=3 C=2 C= ω= Om / och nqistkrvan plottas i det komplexa talplanet är villkoret för självsvängning att krvorna skär varandra. Skärningspnkten ger ω och C för självsvängningen. 2 3 3 2 skär / då ω och C.6. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 9 / 2 Amplitdstabilitet hos svängningar Vad händer om vi avviker något från den beräknade självsvängningen (störning etc.)? glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 9 / 2 Amplitdstabilitet hos svängningar Vad händer om vi avviker något från den beräknade självsvängningen (störning etc.)? Pnkten / kan tänkas motsvara pnkten i nqistkriteriet i linjära fallet. Pilens riktning anger hr värdet av / ändras då amplitden C ökar. Indikation på stabil (vänster) respektive instabil (höger) självsvängning.

glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 2 / 2 Amplitdstabilitet forts. glerteori 27, Föreläsning 9 Daniel Axehill 2 / 2 Några praktiska exempel Vad händer om och / ej skär varandra? Glapp: fordonsdrivlinor, växellådor i indstrirobotar... Mättning: överallt, blir speciellt problem om reglatorn trimmas hårt i förhållande till begränsningarna... osv... Indikation på tdöende (vänster) respektive obegränsat växande (höger) svängningar. Pnkten / kan tänkas motsvara pnkten i nqistkriteriet i linjära fallet. Daniel Axehill glerteori 27, Föreläsning 9 (ver..5).li.se