Временные характеристики. Основные динамические характеристики

Передаточные свойства элементов АСУ в динамическом режиме описывают с помощью динамических характеристик.

Основные динамические характеристики -передаточная функция, дифференциальное уравнение, временные характеристики: переходная функция.

Переходная функция h(t) элемента– изменение во времени выходной величины y(t) элемента при единичном ступенчатом воздействии и нулевых начальных условиях.

Переходная функция может быть задана: в виде графика;в аналитическом виде.

Переход системы от одного установившегося режима к другому при каких-либо входных воздействиях называется переходным процессом. Переходные процессы могут изображаться графически в виде кривой y(t).

Рис. 7 График переходного процесса нагрева сушильного шкафа

Например, процесс нагрева сушильного шкафа до установившегося значения может иметь вид, представленный на рисунке 7.

Переходный процесс характеризует динамические свойства системы, ее поведение. Следует различать динамические и статические характеристики, поскольку они строятся в разных координатах и характеризуют различные свойства системы. Зная набор динамических характеристик при различных входных воздействиях, можно построить статическую характеристику, но по статической характеристике восстановить динамику невозможно.

Поскольку входные воздействия могут изменяться во времени, то и переходные характеристики будут каждый раз разные. Для простоты анализа систем входные воздействия приводят к одному из типовых видов сигналов (Рис. 8).

Рис. 8 Типовые виды сигналов

В зависимости от вида входного воздействия переходные характеристики могут иметь разное обозначение:

Переходной характеристикой h(t) называется реакция объекта на единичное ступенчатое воздействие (сигнал) при нулевых начальных условиях, т.е. при х(0) = 0 и у(0) = 0.

Импульсной характеристикой w(t) называется реакция объекта на d-функцию при нулевых начальных условиях.

При подаче на вход объекта синусоидального сигнала на выходе, как правило, в установившемся режиме получается также синусоидальный сигнал, но с другой амплитудой и фазой: y = A_вых*sin(w*t + j), где A_вых - амплитуда, w - частота сигнала, j - фаза.

Частотной характеристикой (ЧХ, АФХ и др.) называется зависимость амплитуды и фазы выходного сигнала системы в установившемся режиме при приложении на входе гармонического воздействия.