Функции для построения переходного процесса в системе с объектом регулирования 2-го порядка.

Объект регулирования 2-го порядка, используемый в программе Appro, имеет вид:

(1.1)

Случай 1: Две одинаковых постоянных времени .

(1.2)

Изображение сигнала на выходе системы при подаче на вход единичного воздействия вида :

(1.3)

Обозначим:

(1.4)

Разложим выражение (1.4) на элементарные дроби:

(1.5)

Запишем уравнение для числителей:

(1.5.1)

Упростим выражение:

(1.5.2)

(1.6)

На основе уравнения (1.6) составим систему уравнений:

(1.7)

Решая систему уравнений (1.7), получаем:

, , (1.8)

Подставим (1.8) в выражение (1.5):

(1.9)

Преобразуем второе слагаемое выражения (1.9):

(1.10)

Подставим слагаемые выражения (1.10) в исходное выражение (1.9), а (1.9) в (1.4):

(1.11)

Подставим выражение (1.11) в выражение (1.3):

(1.12)

, где (1.13)

(1.14)

Осуществляя обратное преобразование Лапласа над выражением (1.13) получим выражение, описывающее сигнал на выходе системы при подаче на вход единичного воздействия вида с учетом передаточной функции объекта регулирования (1.2):

(1.15)

По выражению (1.15) в программе Appro строится переходный процесс в системе при соблюдении условий (1.2).

Случай 2: Две разных постоянных времени .

(2.2)

Изображение сигнала на выходе системы:

(2.3)

Обозначим:

(2.4)

,

Разложим выражение (2.4) на элементарные дроби:

(2.5)

Определим коэффициенты и в скобке в выражении (2.5):

(2.5.1)

Составим систему уравнений по выражению (2.5.1):

и (2.5.2)

(2.5.3)

Подставим выражение (2.5.3) в исходное выражение (2.4):

(2.6)

С учетом выражения (2.3) и (2.6) получим:

(2.7)

Разложим первое слагаемое (2.7):

(2.7.1)

(2.7.2)

Окончательно получим, подставив выражения (2.7.1)-(2.7.2) в (2.7):

(2.8)

Обозначим:

(2.9)

С учетом обозначений (2.9) полученное выражение принимает вид:

(2.10)

Осуществляя обратное преобразование Лапласа над выражением (2.10) получим выражение, описывающее сигнал на выходе системы при подаче на вход единичного воздействия вида с учетом передаточной функции объекта регулирования (2.2) и принятых обозначений (2.9) и (2.4):

(2.11)

По выражению (2.11) в программе Appro строится переходный процесс в системе при единичном входном воздействии и при соблюдении условий (2.2).