Гязянфяр рцстямов автоматик
Download 9.84 Mb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- 1. Башланьыъ шяртлярин ялагяляндирилмяси.
- 2. Ямсаллар арасында ялагя.
Мисал 7.1. Апериодик манганын фасилясиз диференсиал тянлийи верилмишдир: ) t
bu ) t ( y ) t ( y T 0 , 0 ) 0 ( y . Бу тянлийин сол-фярг аналогуну тяртиб етмяк лазымдыр. Тюрямяни апроксимасийа етмяк цчцн яввялъя сол-фярг ифадясиндян истифадя едяк:
T ] T ) 1 k [( y ) kT ( y dt dy . Дяйишянлярин ъари гиймятляри цчцн ) kT
y ) t ( y , ) kT ( u ) t ( u
гябул едиб бу ифадяни илкин тянликдя йериня йазсаг, аларыг: ) kT ( u В ] T ) 1 k [( y A ) kT ( y 0 1 , , 2 , 1 , 0 k Башланьыъ шярти сыфыр гябул едяк: 0 k
, 0 ] T ) 1 [( y . T T T A 0 0 1 , T T bT B 0 0 . Саь-фярг ифадясиндян истифадя етдикдя ися:
)
( u В ) kT ( y A ] T ) 1 k [( y 0 1 , , 2 , 1 , 0 k Башланьыъ шярти сыфыр гябул едяк: 0 k
, 0 ] T ) 0 [( y . Бурада ямсаллар 0 0
T T T A , 0 0 T bT B . 166
Эюрцндцйц кими, сол вя саь-фярг тянликляринин ямсаллары мцхтялиф алыныр. Лакин квантлама аддымы 0 T кичилдикъя бу ямсаллар бир-бириня йахынлашыр. Параметрлярин с
T 0 , с
2 T , 2 b гиймятляриндя фасилясиз тянлийин щялли ) e 1 ( 2 ) t ( y t . Сол-фярг тянлийи ися
) k 2 . 0 ( u 3333 . 0 )] 1 k ( 2 . 0 [ y 8333 . 0 ) k 2 . 0 ( y ,
, 2 , 1 , 0 k Фасилясиз щялля ясасян чыхышын гярарлашма гиймяти 2 )
у . Ъядвял 7.6-да 1 )
( 1 ) kT ( u ващид тякан сигналы цчцн щесабла- маларын нятиъяляри, шякил 7.13-дя ися уйьун графикляр эюстярилмишдир.
Ъядвял 7.6 t k ) t ( y
) k 2 . 0 ( y
) k 2 . 0 ( u ) k 2 . 0 ( y * 0.0
0.2 0.4
0.6 0.8
1.0
0 1 2 3 4 5
0.0000 0.3625 0.6593
0.9024 1.1013
1.2642
0.3333 0.6111
0.8425 1.0354
1.1667 1.3055
1 1 1 1 1 1 0.000
0.333 0.611
0.842 1.035
1.196
Сол-фярг тянлийиндян истифадя етдикдя 0 t
башланьыъ анында 0 явязиня
333 . 0 ) 0 ( u 333
. 0 ) 0 ( y алыныр ки, бу да башланьыъ интер- валда гянаятбяхш сайыла билмяз. Заман артдыгъа ися фасилясиз ) t
y
просесиня нязярян хята азалмаьа башлайыр. Гейд едяк ки, башлан- ьыъ хятаны квантлама аддымыны кичилтмякля азалтмаг олар. Беля ки, с
1 . 0 T эютцрсяк, 1818 . 0 B 0 вя 1818
. 0 ) 0 ( y аларыг. Мисал 7.2. Икигат интеграллайыъы манганын
Шякил 7.13 167
) t ( bu ) t ( y , 0 ) 0 ( y , 0 ) 0 ( y
тянлийи верилмишдир. Уйьун сонлу-фярг тянлийини гурмаг тяляб олу- нур. Бу щалда 2 n , 0 m . Икинъи тяртиб тюрямяни
2 2 2 T ] T ) 2 k [( y ] T ) 1 k [( y 2 ) kT ( y dt y d
сол-фярг схеми иля явяз едиб ) kT ( u ) t ( u гябул етсяк йазмаг олар:
kT ( bu T ] T ) 2 k [( y ] T ) 1 k [( y 2 ] kT [ y 2 , , 2 , 1 , 0 k Башланьыъ шяртляри 0 k
, 0 ) 1 ( y ) 2 ( y гябул едяк. Параметрлярин 2 b , с 1 T 0 гиймятляриндя фасилясиз вя дис- крет тянликлярин щяллярини мцгайися едяк. Фасилясиз тянлийин сыфыр башланьыъ шяртляриндя щялли координат башланьыъындан кечян 2 t
параболасыдыр. Ъядвял 7.7-дя ) t ( 1 u ващид тякан сигналы цчцн щесабламаларын нятиъяляри эюстярилмишдир. Эюрцндцйц кими, башланьыъ етапда бюйцк хяталар мцшащидя олунур. Хятанын йцксяк олмасы Т квантлама аддымынын бюйцк олмасы иля ялагядардыр.
Ъядвял 7.7 t k ) t ( y
) k 1 . 0 ( y
) k 1 . 0 ( u ) k 1 . 0 ( y * 0.0
0.2 0.4
0.6 0.8
1.0 0 2 4 6 8 10 0.000
0.040 0.160
0.360 0.640
1.000 0.02
0.12 0.30
0.54 0.84
1.22 1 1 1 1 1 1 0.00
0.06 0.20
0.42 0.72
1.10 1. Башланьыъ шяртлярин ялагяляндирилмяси. Яввялдя гейд олундуьу кими, (7.19) сол-фярг тянлийи иля ] kT [ y гиймятлярини 0 k ( 0 t 0 ) гиймятиндян башлайараг щесабладыгда ) n ( y , ), 2 ( y ), 1 ( y башлан- 168
ьыъ шяртляри мялум олмалыдыр. Эюрцндцйц кими, бу щалда ) 0 ( y
башланьыъ шярт кими верилмяйиб (7.19) ифадясиня ясасян щесабланыр. Лакин (7.19)-ун кясилмяз (7.14) аналогунда ) 0 ( y башланьыъ шярти кими иштирак едир. Бу уйьунсузлуьу арадан галдырмаг цчцн (7.19) сонлу-фярг тянлийиндя ] kT
y чыхыш кямиййятинин щесабланмасыны 1 k
гиймятиндян башламаг олар. Бу щалда, башланьыъ шяртляр йеня н сайда олуб, бир такт сцрцшмцш олур: ] n
[ y , ], 1 [ y ], 0 [ y . Инди 0 y ) 0 ( y ] 0 [ y гябул едиб, ],
[ y ], 1 [ y башланьыъ шяртлярини тюрямялярин сол-фярг схемляриня 1 0 y ) 0 ( y T ] 1 [ y ] 0 [ y ,
2 0 2 y ) 0 ( y T ] 2 [ y ] 1 [ y 2 ] 0 [ y .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
ясасян тяйин етмяк олар: 0 y ] 0 [ y , 1 0 0 1 0 Ty y Ty ] 0 [ y ] 1 [ y , (7.21)
2 0 2 1 0 0 2 0 2 y T Ty 2 y y T ] 1 [ y 2 ] 0 [ y ] 2 [ y , .
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
.
Гейд едяк ки, садялик цчцн ] [ y кямиййятинин аргументиндя Т йазылмамышдыр. Бахылан цсулун чатышмайан ъящяти щесаблама 1 k
-дян башладыьындан идаря сигналынын башланьыъ ) 0
u гиймятинин нязяря алынмамасыдыр. Яэяр ) 0 ( u чох бюйцк оларса, эюстярилян хцсусиййят ялавя хяталара эятиря биляр. Мисал 7.1 цчцн (7.21)-я ясасян башланьыъ шярт 0 ]
[ y , мисал 169
7.2 цчцн ися 0 ] 0 [ y , 0 ] 1 [ y гябул олунараг, щяр ики щалда щесабламалар 1 k гиймятиндян башланмышдыр. Нятиъяляр, уйьун олараг, ъядвял 7.6 вя ъядвял 7.7-нин ахырынъы сцтунунда * y иля эюстярилмишдир. Эюрцндцйц кими,
башланьыъ шяртлярин ялагяляндирилмяси апроксимасийа дягиглийини хейли йахшылашдырыр.
башланьыъ шяртляри сыфыр дейил, 2 y
, 1 y 0 эютцряк. Фасилясиз bu y
тянлийинин сыфыр олмайан башланьыъ шяртлярдя щялли: 0 0 2 y t y but 2 1 ) t ( y , const u . Уйьун сол-фярг тянлийи:
)
( bu T ] T ) 2 k [( y ] T ) 1 k [( y 2 ] kT [ y 2 ,
, 2 , 1 , 0 k Ифадя (7.21)-я ясасян башланьыъ шяртляри щесаблайаг: 2 ]
[ y , 9 . 1 1 1 . 0 2 ] 1 [ y . Ъядвял 7.8-дя 2 b
, с
1 . 0 T 0 вя 1 ) kT ( 1 ) kT ( u ващид тякан сигналы цчцн щесабламаларын нятиъяляри эюстярилмишдир. Башланьыъ шяртлярин ялагяляндирилмяси фасилясиз тянлийин апроксима- сийа дягиглийини бурада да артырмышдыр. 2. Ямсаллар арасында ялагя. Сонлу-фярг тянлийи иля уйьун диференсиал тянлийин ямсаллары арасында ялагяни гурмаьа чалышаг. Ялагя дцстурлары бу тянликляр арасында гябул олунмуш йахынлыг мейарындан асылыдыр. Ян идеал йахынлыг мейары бу тянликлярин аналитик ) t
y k вя дискрет ) kT ( y щялляринин ,
, 1 , 0 k дискретляшдирмя нюгтяляриндя бярабяр олмасыдыр, йяни ) kT
y ) t ( y k . Ейни заманда, бу шяртин юдянмяси Т- дян асылы олмадыьындан ону кифайят гядяр бюйцк эютцрмяк мцмкцндцр. Фярз едяк ки, обйектин диференсиал тянлийи мялумдур:
Ъядвял 7.8 t k ) t ( y
) k 1 . 0 ( y *
) k 1 . 0 ( u
170
0.0 0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.9 1.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2.00 2.11
2.24 2.39
2.56 2.75
2.96 3.19
3.44 3.71
4.00
2.00 2.12
2.26 2.42
2.60 2.80
3.00 3.26
3.52 3.80
4.10
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
n m
,
u b u b u b ) t ( y a ) t ( y a ) t ( y m ) 1 m ( 1 ) m ( 0 n ) 1 n ( 1 ) n (
(7.22) Башланьыъ шяритляр сыфырдыр. Йцксяк тяртибли ) n ( y тюрямясинин ямсалы ващидя бярабяр олма- дыгда тянлийин щяр ики тяряфини бу ямсала бюлмяк лазымдыр. Уйьун тянлийи ашаьыдакы сол-фярг тянлийи шяклиндя ахтараг:
.
] T ) m k [( u B ] T ) 1 k [( u B ) kT ( u B ] T ) n k [( y A ] T ) 2 k [( y A ] T ) 1 k [( y A ) kT ( y m 1 0 n 2 1 (7.23) Бу тянлийин ямсалларынын илкин (7.22) тянлийин мялум i a вя
i b
ямсалларындан асылылыьыны тапмаг тяляб олунур. i A ямсалларыны системин сярбяст щярякяти заманы, йяни саь тяряфляри сыфра бярабяр олдуьу щалда, (7.22) вя (7.23) ифадяляринин характеристик тянликляринин бярабярлийи шяртиндян тапмаг олар. Характеристик тянликляри тапмаг цчцн бу ифадялярдян сыфыр башланьыъ шяртляриндя Лаплас чевирмяси алаг. Биринъи тянлик цчцн: 0 )
( Y ) a s a s ( n 1 n 1 n .
Икинъи тянлик цчцн ) s ( Y Ae )] t ( Ay [ L s гайдасындан 171
истифадя етсяк, аларыг: 0 ) s ( Y ) e A e A e A e ( nTs n Ts 2 2 Ts 1 s 0 . Щяр тяряфи nTs
e ямсалына вурсаг (бу щалда ъари k аны n k
олуб, н такт сола сцрцшцр), аларыг: 0 )
( Y ) A e A e A e ( n Ts ) 2 n ( 2 Ts ) 1 n ( 1 nTs . Беляликля, уйьун характеристик тянликляр: 0 a s a s n 1 n 1 n , 0 A e A e A e n Ts ) 2 n ( 2 Ts ) 1 n ( 1 nTs . Икинъи тянлийин кюклярини i z иля ишаря етсяк, онларын биринъи тянлийинин i s кюкляри иля ялагясини беля йазмаг олар: T s i i e z , n , , 2 , 1 i . (7.24) Ямсаллар i a мялум олдуьундан i s кюклярини биринъи тянликдян тапыб (7.24) ифадясиня ясасян i z кюкляри щесабланыр. Инди тянлийин ямсаллары иля кюкляри арасындакы мцнасибяти тяйин едян Вийет дцстурларындан истифадя етсяк, йазмаг олар:
n 2 1 n n 1 n 2 n 4 2 1 3 2 1 3 n 1 n 3 2 n 1 3 1 2 1 2 n 2 1 1 z z z ) 1 ( z z z z z z z z z ( A z z z z z z z z z z A z z z ( A n A .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
, ) , , ) (7.25) Эюрцндцйц кими, алынмыш ялагя дцстурларына i a ямсаллары билаваситя дейил, i z кюкляринин васитяси иля дахил олур. Яэяр илкин олараг сонлу-фярг тянлийи верилярся вя уйьун диференсиал тянлийин ямсалларыны тапмаг тяляб олунурса, кюкляр арасында ялагя 172
i i z ln T 1 s
шяклиндя олаъагдыр. Бу щалда
n 2 1 n n 1 n 2 n 4 2 1 3 2 1 3 n 1 n 3 2 n 1 3 1 2 1 2 n 2 1 1 s s s ) 1 ( s s s s s s s s s ( a s s s s s s s s s s a s s s ( a n a .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
, ) , , )
(7.26) Инди (7.22) вя (7.23) тянликляринин саь тяряфлярини нязяря алмагла i B ,
m , , 2 , 1 i ямсалларыны тапаг. i B ямсаллары щярякятин мяъбури топлананында иштирак етдийиндян бурада, щяллярин ) kT ( y ) t ( y k
бярабярлийи шяртиндян истифадя едяъяйик. Щяллин конкрет ифадяси у идаря тясиринин шяклиндян асылы олдуьундан, ону тяйин етмяк лазымдыр. АТС-ин кейфиййят эюстяриъиляри вя обйектин параметрляри адятян ващид тякан сигналынын тятбиги нятиъясиндя алынмыш кечид характеристикасы ясасында тяйин едилдийиндян, идаря тясири кими 1 ) t ( 1 ) t ( u ващид тякан эютцряк. Бу щалда s /
) s ( U олдуьундан (7.22) диференсиал тянликдя чыхышын тясири ) s ( sD ) s ( M ) s ( Y . (7.27)
Бурада m 1 m 1 m 0 b s b s b ) s ( M ; n 1 n 1 n a s a s ) s ( D . Ифадя (7.27)-йя уйьун эялян щялли Хевисайд дцстурунун кюмяйи иля тапмаг олар. Садялик цчцн фярз едяк ки, i s кюкляри садя кюклярдир. Онда бу щялл: 173
n 1 i t s i 0 i e c c ) t ( y . (7.28)
Бурада n m 0 a b ) 0 ( D ) 0 ( M c , ) s ( D s ) s ( M c i i i i . (7.29) Бурада i s кюкляри 0 ) s ( D характеристик тянлийинин кюкляри- дир. (7.28) щялли садя кюкляр цчцн нязярдя тутулмушдур. Йяни 0 )
( D тянлийинин кюкляри арасында тякрарланан кюкляр олмалы дейил. Тякрарланан кюкляр олан щалда щяллин формасы мцряккяб- ляшир. t
Ващид 1 ) t ( 1 ) t ( u тяканы цчцн (7.23) сонлу-фярг тянлийинин оператор формада йазылышы: ) kT
1 ) B z B z B ( ) kT ( y ) A z A z ( m 1 m 1 m 0 n 1 n 1 n . Вя йа ) kT ( 1 ) z ( H ) kT ( y ) z ( G . Бу тянлийин аналитик щялли: n 1 i k i i 0 z g g ) kT ( y . (7.30) Бурада ) z 1 ( ) z 1 )( z 1 ( B B B ) 1 ( G ) 1 ( H g n 2 1 m 1 0 0 , (7.31) ) z ( G ) 1 z ( B z B z B ) z ( G ) 1 z ( ) z ( H g i i m 1 m i 1 m i 0 i i i i . (7.32) Аналитик щяллярин ) kT ( y ) t ( y k бярабярлийи шярти уйьун ямсал- ларын бярабярлийи демякдир:
0 0
с , i i g с , n , , 2 , 1 i Ямсалларын (7.29), (7.31) вя (7.32) ифадялярини бурада йериня йазсаг, ашаьыдакы хятти тянликляр системини алмыш оларыг:
174
.
.
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. .
.
. ,
, ,
1 n n 1 n n m n m 1 n n 1 n n 0 2 n 2 3 2 1 2 2 m n m 1 n 2 2 n 2 0 1 n 1 2 1 1 m n m 1 n 1 1 n 1 0 0 n 2 1 m 1 0 c ) z z ( ) z z )( 1 z ( z B z B z B c ) z z ( ) z z )( z z )( 1 z ( z B z B z B c ) z z ( ) z z )( 1 z ( z B z B z B с ) z 1 ( ) z 1 )( z 1 ( B B B (7.33) ) 1 n ( сайда тянликлярдян ибарят олан бу тянликляр системинин биргиймятли щяллинин мювъуд олмасы цчцн n m зярури шярти юдянмялидир. n m щалында тянликлярин сайы, i B ,
n , , 1 , 0 i , дяйишянлярин сайындан чох олдуьундан мясялянин щялли мювъуд дейил. Тятбиги мясялялярин яксяриййятиндя n m олдуьундан n m
тялябаты ящямиййятли мящдудиййятдир. Бу тянликляр системини n m
щалында щялл едяряк i B ямсал- ларыны i c ямсалларындан вя i z кюкляриндян асылы олараг тапырыг. Мясялян, 3 n m щалы цчцн: .
,
,
, 0
2 1 3 3 2 1 2 1 2 3 1 3 1 1 3 2 3 2 0 1 3 3 2 2 1 2 3 2 1 2 3 1 1 3 2 0 3 2 1 1 0 3 1 0 0 c z z z B c ) z z z z ( c ) z z z z ( c ) z z z z ( c ) z z z z z z ( B c ) z z 1 ( c ) z z 1 ( c ) z z 1 ( c ) z z z ( B b с с с B Бахылан цсулун n тяртибли ъябри тянлийин i s кюкляринин вя трансендент T s i e , n , , 2 , 1 i , функсийаларынын щесабланмасыны тяляб етмясиня бахмайараг, тюрямялярин сонлу-фярг схемляри 175
ясасында апроксимасийасы нятиъясиндя алынмыш фярг тянликляриндян даща дягиг нятиъя верир. Бундан башга, бу цсулун дягиглийи Т-дян асылы олмадыьындан ону кифайят гядяр бюйцк эютцрмяк мцмкцн- дцр. Йеэаня чатышмайан ъящят кими идарянин тяртибинин чыхыш кямиййятинин тяртибиня бярабяр олмасыны ( n m ) эюстярмяк олар. Бу, чох сярт шярт олан ) kT ( y ) t ( y k шяртинин бцтцн k t квантлама нюгтяляриндя юдяниля билмяси цчцн лазымдыр. n m щалларында апроксимасийа хятасы артмаьа башлайыр вя Т-нин кичилдилмясиня тялябат йараныр. Download 9.84 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling