• 11.4. Chastotaviy tavsifnomalar
  • ARTning tarkibiy sxemalari va ularni ekvivalent almashtirish usullari.
  • O’zbekisтon respublikasi oliy va o’rтa maхsus




    Download 3,59 Mb.
    Pdf ko'rish
    bet58/99
    Sana18.05.2024
    Hajmi3,59 Mb.
    #242311
    1   ...   54   55   56   57   58   59   60   61   ...   99
    Bog'liq
    darslik avtomatika asoslari

    2-Misol.
    11.7-rasm, v dagi elektrik sxema uchun operator tenglama tuzilsin 
    va uzatish funksiyasi topilsin. 


    114 
    Zanjirning alohida qismlari uchun differensial tenglamalar yozamiz. 
    Sxemaga keltirilgan kuchlanish U
    chiq
    quyidagiga teng: 



    .
    1
    dt
    I
    C
    IR
    U
    kir
    Chiqish kuchlanishi U
    chiq
    quyidagicha aniqlanadi: 
    R
    I
    U
    chiq


    bu yerda I - qarshilik R bo`ylab oqadigan tok kuchi. 
    ikkala tenglamani R ga bo`lamiz: 



    ,
    1
    1
    dt
    I
    RC
    I
    U
    R
    chiq
    .
    1
    I
    U
    R
    chiq

    Quyidagicha belgilaymiz: 
    k
    R

    1
    va RC=T, bu holda: 




    I
    kU
    dt
    I
    T
    I
    kU
    chiq
    kir
    ,
    1
    bo`ladi. 
    Tenglamalardagi o`zgaruvchan t dan o`zgaruvchan r ga o`tamiz: 




    ,
    ,
    1
    I
    kU
    dt
    I
    T
    I
    kU
    chiq
    kir
    ).
    (
    )
    (
    p
    I
    p
    kU
    chiq

    Ikkala tenglamani birgalikda yechib, operator tenglama hosil qilamiz 
    ),
    (
    1
    )
    (
    )
    (
    p
    kU
    Tp
    p
    kU
    p
    kU
    chiq
    chiq
    kir


    yoki
    ).
    (
    )
    1
    1
    (
    )
    (
    p
    U
    Tp
    p
    U
    chiq
    kir


    Sxemaning uzatish funksiyasi quyidagi ko`rinishda bo`ladi: 
    .
    1
    1
    1
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    Tp
    Tp
    Tp
    p
    U
    p
    U
    p
    W
    kir
    chiq





    (11.21) 
    Ko`rib chiqilgan misollar operator tenglamalarni va uzatish funksiyalarini 
    topish usuliga amal qilib, avtomatik tizimlarning namunaviy bo`g‘inlari uchun 
    operator tenglamalar va uzatish funksiyalarini tuzamiz. Namunaviy bo`g‘inlar 
    uchun operator tenglamalar va uzatish funksiyalari tegishlicha quyidagi 
    ko`rinishda bo`ladi: 


    115 
    Inersiyasiz bo`g‘in uchun: 
    y(p)=kx(p), 
    k
    p
    x
    p
    y
    p
    W


    )
    (
    )
    (
    )
    (
    (11.22) 
    Aperiodik bo`g‘in uchun:
    y(p)(1+Tp)=kx(p). 
    (11.23) 
    Tp
    k
    p
    x
    p
    y
    p
    W



    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    (11.24) 
    Differensiallovchi bo`g‘in quyudagicha ajratiladi:
    Ideal bo`g‘in 
    y(p)=k x(p),
    (11.25) 
    kp
    p
    x
    p
    y
    p
    W


    )
    (
    )
    (
    )
    (
    ;
    (11.26) 
    Real bo`g‘in 
    (1+Tp)y(p)=kTpx(p) 
    (11.27) 
    .
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    Tp
    kT
    p
    x
    p
    y
    p
    W
    p



    (11.28) 
    Integrallovchi bo`g‘in 
    Tp(p)=kx(p),
    (11.29) 
    .
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    Tp
    k
    p
    x
    p
    y
    p
    W


    (11.30) 
    Tebranish bo`g‘ini
     
    (T
    1
    T
    2
    p
    2
    +T
    1
    p+1)y(p)=kx(p),
    (11.31) 
    .
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    1
    2
    2
    1




    p
    T
    p
    T
    T
    k
    p
    x
    p
    y
    p
    W
    (11.32) 
    ARTning operator tenglamasi (11.15) tenglama asosida quyidagi umumiy 
    ko`rinishda bo`ladi. 
    ).
    (
    )
    ....
    (
    )
    (
    )
    ....
    (
    1
    1
    1
    0
    1
    1
    1
    0
    p
    x
    b
    p
    b
    p
    b
    p
    b
    p
    y
    a
    p
    a
    p
    a
    p
    a
    m
    m
    m
    m
    n
    n
    n
    n













    (11.33) 
    Avtomatik rostlash tizimining uzatish funksiyasi (4.20) tenglamaga binoan 


    116 
    quyidagi umumiy ko`rinishda bo`ladi: 
    .
    ....
    ....
    )
    (
    1
    1
    1
    0
    1
    1
    1
    0
    n
    n
    n
    n
    m
    m
    m
    m
    a
    p
    a
    p
    a
    p
    a
    b
    p
    b
    p
    b
    p
    b
    p
    W













    (11.34) 
    Qayd qilish kerakki, (11.34) ifodaning maxraji tizim uchun yozilgan tavsifli 
    tenglamaning chap qismi bo`ladi. ART ning turg‘unligi va sifat ko`rsatgichlari 
    aniqlashda uzatish funksiyalari muhim vosita bo`ladi. 
    11.4. Chastotaviy tavsifnomalar 
    Chastotaviy tavsifnomalar avtomatik tizimlarini analiz qilishda keng 
    qo`llanilmoqda va alohida bo`g‘in uchun ham, butun tizim uchun ham olinishi 
    mumkin. Apmlituda chastotaviy, faza-chastotaviy, amplituda-faza-chastotaviy 
    tavsifnomalar bor. 
    Agar chiziqli ochiq tizimning kirishiga garmonik g‘alayon berilsa (11.9-rasm), 
    u holda tizimning chiqishda o`sha chastotali, lekin o`zgarmas va fazasi boshqacha 
    garmonik signal olamiz. Kirishga o`zgarmas amplituda va turli chastotali 
    g‘alayonlovchi ta‘sir berilsa, chastotaviy tavsifnomalar hosil bo`ladi. 
    Amplituda – chastotaviy tavsifnoma 
    ,
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    i
    kir
    i
    chiq
    i
    A
    A
    К




    (11.35) 
    bu yerda 
    )
    (
    i
    chiq
    A


    va 
    i
    i
    kir
    A




    )
    (
    chastotada chiqish va kirish amplitudalari. 
    Faza-chastotaviy tavsifnoma 
    ),
    (
    )
    (
    )
    (
    i
    кир
    i
    чиш
    i








    (11.36) 
    bunda 
    )
    (
    i
    чиш



    va 
    i
    i
    кир





    )
    (
    chastotada chiqish va kirish ta‘sirlarining fazalari. 
    Kirish ta‘siriga turli chastotalar berib, qator nuqtalar hosil qilinadi. Bu nuqtalar 
    bo`yicha chastotaviy tavsifnomalar: 
    K(

    )=f(


    va
     

    (

    )=f(

    )
    tuziladi. 
    Amplituda va fazaviy tavsifnomalar bo`yicha amplituda-fazaviy tavsifnoma 
    quriladi. Buning uchun fazaviy tavsifnoma grafigidan ma‘lum chastota 

    uchun 
    faza burchak manfiy bo`lsa, soat strelkasi bo`ylab, agar burchak musbat bo`lsa, soat 
    strelkasiga qarshi yo`nalishda burchak singari olib qo`yiladi va u orqali nur 
    o`tkaziladi. Shu chastotada amplitudaviy tavsifnoma grafigidan olingan amplituda 


    117 
    K(

    ) ning qiymati nur ustiga qo`yiladi. Chastota 

    uchun nuqta hosil bo`ladi,
    so`ngra shu usulda boshqa chastotalar uchun ham nuqtalar quriladi. Bu nuqtalarni 
    birlashtirib, amplituda-faza tavsifnomasi deb ataladigan egri chiziq olinadi. 
    Chastotaviy tavsifnomani tajriba asosida qurish yo`li ana shulardan iborat. 
    11.9-rasm. Kirish va chiqish garmonik signallarining korinishlari 
    Bo`g‘in yoki ochiq tizim uzatish funksiyasining ifodasiga 
    r=j

    qo`yilsa, u 
    holda kompleks tekislikda haqiqiy R(

    ) va mavhum jQ(

    ) qismlarning geometrik 
    yig‘indi tarzida ko`rsatilgan uzatish funksiyasining ifodasini hosil qilamiz: 
    ).
    (
    )
    (



    jQ
    P
    j
    W


    (11.37) 
    Bu yerdan amplituda tavsifnomasi quyidagicha aniqlanadi:
    .
    )
    (
    )
    (
    (
    )
    (
    2
    2



    Q
    P
    K


    (11.38) 
    Fazaviy tavsifnoma esa quyidagicha bo`ladi: 
    )
    (
    )
    (
    )
    (




    P
    Q
    arctg

    (11.39) 
    Agar (11.37) va (11.39) formulalarga 

    ning 0 dan 

    gacha qiymatini 
    qo`ysak, u holda izlanayotgan amplituda-faza, amplituda va faza 
    tavsifnomalarini qurish uchun zarur bo`lgan qiymatlarni olamiz. Shunday qilib, 
    istalgan bo`g‘in va tizim uchun chastotaviy tavsifnomalarni qurish mumkin. 
    Namunaviy bo`g‘inlarning amplituda-faza tavsifnomalari 11.10-rasmda 
    keltirilgan. 
    ARTning tarkibiy sxemalari va ularni ekvivalent almashtirish usullari. 
    Avtomatik rostlash tizimlari prinsipial va funksional sxemalardan tashqari, tarkibiy 
    sxema ko`rinishida ham ifodalanishi mumkin.ART ning tarkibiy sxemasi deganda 
    shunday sxema tushuniladiki, bunda barcha tizim yo`naltirilgan ta‘sir bo`g‘inlariga 
    bo`linadi. Bu bo`g‘inlar dinamik xossalari jihatidan bir-biridan farq qiladi. 


    118 

    11.10- rasm. Namunaviy bo`g’inlarning amplituda-fazaviy tavsifnomalari: 
    a – kuchaytirgichli bo`g’in; b – aperiodik bo`g’in; v – tebranish bo`g’ini;
    g – integrallovchi bo`g’in; d – real differensiallovchi bo`g’in tavsifnomasi 
    Tarkibiy 
    sxemalar tizimlarining elementlari to`g‘ri to`rtburchakliklar 
    ko`rinishida tasvirlanishi mumkin. Aksincha, bir bo`g‘in bir nechta konkret 
    qurilmani tasvirlashi mumkin. Tizim har bir bo`g‘inning chiqish miqdorini kirish 
    miqdoriga bog‘laydigan tenglama yoki uzatish funksiyasining turiga qarab 
    bo`g‘inlarga ajratiladi. To`g‘ri to`rtburchak ichida har bir bo`g‘inning uzatish 
    funksiyasi W(p) ko`rsatiladi, bo`g‘inlar o`rtasidagi bog‘lanish esa strelkali chiziqlar 
    bilan tasvirlanadi; strelkalar ta‘sirlarning yo`nalishini va qo`yilgan nuqtasini 
    ko`rsatadi. 
     
    11.11-rasm. Elektromashinali kuchaytirgichli o`zgarmas tok generatorining kuchlanishini 
    avtomatik rostlash tizimining prinsipial sxemasi: EMK – elektromashinali kuchaytirgich;
    G-generator; EK – elektron kuchaytirgich; BCh – EMKning boshqarish chulg’ami; GKCh – 
    generatorning qo`zgatish chulg’ami

    Prinsipial sxemasi 11.11-rasmda ko`rsatilgan o`zgarmas tok generatorining 
    kuchlanishini avtomatik rostlash tizimining tarkibiy sxemasi 11.12-rasmda 
    tasvirlangan. Elektron kuchaytirgich (EK) ning kirishidan (kirish miqdori U
    kir

    elektr mashinali kuchaytirgich (EMK)ning ko`ndalang zanjirigacha bo`lgan zanjir 
    qismi birinchi yo`naltirgich ta‘sir bo`g‘ini deb qabul qilingan. Bu bo`lakning 
    chiqish miqdori EMK yakori ko`ndalang zanjirining e.yu.k. 
    E
    q
    bo`ladi. Uzatish 


    119 
    funksiyalarini topish uslubiga muvofiq birinchi bo`g‘inning uzatish funksiyasi 
    quyidagicha bo`ladi: 
    ,
    )
    (
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    1
    p
    T
    r
    р
    U
    p
    E
    p
    W
    y
    кир
    q
    б



    (11.40) 
    bu yerda 
    k
    1
    – birinchi bo`g‘inning uzatish koeffitsiyenti; 
    T
    b
    – EMKni boshqarish chulg‘ami zanjirining vaqt doimiysi. 
    Ikkinchi yo`naltirilgan ta‘sir bo`g‘ini deb qabul qilingan qismda e.yu.k. 
    E
    q
     
    kirish bo`ladi, EMK yakori bo`ylama zanjirining e.yu.k.
    E
    d
    esa bo`g‘inning chiqish 
    miqdori bo`ladi.
    Ikkinchi bo`g‘inning uzatish funksiyasi quyidagicha: 
    .
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    2
    p
    T
    k
    p
    E
    p
    E
    p
    W
    q
    q
    d
    q



    (11.41) 
    bu yerda k
    2
    – ikkinchi bo`g‘inning uzatish koeffitsiyenti; 
    T
    q
     – 
    EMK ko`ndalang zanjirining vaqt doimiysi; 
    ART ning to`g‘ri zanjiridagi uchinchi yo`naltirilgan ta‘sir bo`g‘ini sifatida 
    kirish miqdori e.yu.k. 
    E
    d
    ,
    chiqish miqdori esa generatorning e.yu.k. 
    E
    g
    bo`lgan 
    maydoni qabul qilinadi. 
    Uchinchi bo`g‘inning uzatish funksiyasi quyidagicha yoziladi. 
    .
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    p
    T
    k
    p
    E
    p
    E
    p
    W
    v
    g
    d
    g
    куг



    (11.42) 
    bu yerda 
    k
    g
    – uchinchi bo`g‘inning uzatish koeffitsiyenti; 
    T
    v
    – vaqt doimiysi. 
     
    11.12- rasm. EMKli o`zgarmas generatori kuchlanishini avtomatik rostlash 
    tizimining struktura sxemasi 


    120 
    ARTning to`g‘ri zanjirini tutashtiruvchi (berkituvchi) teskari aloqa zanjirida 
    bir inersiyasiz bo`g‘in – kuchlanishni bo`lgich 
    R
    0
    kiritilgan. 
    Teskari aloqa bo`g‘inining uzatish funksiyasi quyidagicha bo`ladi: 



    )
    (
    )
    (
    )
    (
    .
    .
    p
    Ug
    p
    U
    p
    W
    a
    q
    a
    q
    (11.43) 
    Teskari aloqa koeffitsiyenti 

    ning qiymati (11.43) ifodaga muvofiq, bo`lgich 
    R
    0
    polzunsining vaziyatiga qarab, noldan birgacha o`zgarishi mumkin. Demak, 
    ART zanjiri to`rtta yo`naltirilgan ta‘sir bo`g‘inidan iborat, shulardan uchtasi to`g‘ri 
    zanjirda, bittasi esa teskari aloqa zanjirida joylashgan. Agar elektron kuchaytirgich 
    o`zining kuchaytirish koeffitsiyentiga teng uzatish funksiyasiga ega bo`lgan bo`g‘in
    deb qaralsa, u holda to`g‘ri zanjirda to`rtta bo`g‘in bo`ladi, uzatish koeffitsiyenti 
    k
    1
    ga esa elektron kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsiyentining qiymati 
    kirmaydi. 
    Sxemada 
    U
    sr
    (r)
    – taqqoslash kuchlanishining tasviri bo`lib, tizim rostlanadigan 
    kuchlanishning talab etilgan qiymatiga ana shu tasvir yordamida sozlanadi; 
    F(p)
    – 
    g‘alayonlovchi ta‘sir (generator yuklamasi) tasviri. 
    G‘alayonlovchi ta‘sirning uzatish funksiyasi 
    W
    ya
    (R)=R
    ya.g
    rostlanadigan 
    miqdorning mazkur g‘alayonga bog‘liqlik tavsifini belgilab beradi. Biz ko`rayotgan 
    holda generatorning yuklama toki g‘alayonlovchi ta‘sirdir, shuning uchun 
    W
    ya
    (r)
    generator yakorining qarshiligi 
    R
    ya.g
    ga teng o`zgarmas miqdor bo`ladi. 
    Tizimning dinamik xossalarini tadqiqot etishda ochiq va berk tizimlarning 
    uzatish funksiyalariga ega bo`lish kerak. Buning uchun tarkibiy sxemalarni 
    ekvivalent o`zgartirish qoidalaridan foydalanib, barcha tizimning uzatish funksiyasi 
    topiladi. Ekvivalent almashtirish deb shunday o`zgartirishga aytiladiki, bunda bir 
    sxema 
    boshqasiga 
    tizimning 
    dinamik 
    tavsifnomalarini 
    saqlagan 
    holda 
    almashtiriladi. 
    Tarkibiy 
    sxemalarni 
    ekvivalent 
    almashtirishning 
    asosiy 
    qoidalari 
    quyidagilardan iborat. 
    1. Ketma-ket ulangan bo`g‘inlarning uzatish funksiyasi alohida bo`g‘inlar 
    uzatish funksiyalarining ko‘paytmasiga teng (11.13,a-rasm). Tarkibiy sxemada 
    yo`naltirilgan ta‘sir bo`g‘inlarini ketma-ket ulashda navbatdagi har bir bo`g‘inning 
    kirishi oldingi bo`g‘inning chiqishiga birlashtiriladi), ya‘ni: 


    121 
    W(p)= W
    1
    (p) W
    2
    (p) W
    3
    (p)
    (11.44) 
    2. Parallel ulangan bo`g‘inlarning uzatish funksiyasi (tarkibiy sxemada 
    yo`naltirilgan ta‘sir bo`g‘inlarini parallel ulashda barcha bo`g‘inlarning kirish 
    miqdori bir xil bo`ladi, chiqish miqdorlari esa jamlanadi) alohida bo`g‘inlar uzatish 
    funksiyalarining yig‘indisiga teng (11.13,b-rasm): 
    W(p)= W
    1
    (p)+ W
    2
    (p)+ W
    3
    (p)
    (11.45) 
    3.Teskari manfiy aloqali berk tizimning uzatish funksiyasi (11.13,v-rasm) 
    quyidagi formula bo`yicha aniqlanadi: 
    .
    )
    (
    )
    (
    1
    )
    (
    )
    (
    ,
    0
    0
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    a
    q


    (11.46) 
    Teskari musbat aloqada (11.46) ifodaning maxrajida «+» o`rniga «-» yoziladi. 
    1.
    Signal olish (yoki jamlash) nuqtasini ko`proq bo`g‘inga siljitilganda 
    teskari aloqa zanjiriga qo`shimcha ravishda qamraladigan bo`g‘inlarning teskari 
    uzatish funksiyasiga ega bo`lgan bo`g‘in qo`shiladi (11.13, g-rasm). 
    2.
    Signal olish (yoki jamlash) nuqtasini kamroq bo`g‘inlarga siljitishda 
    teskari aloqa zanjirida uzatish funksiyasi o`chiriladigan bo`g‘inni ketma-ket ulash 
    zarur (11.13, d-rasm). 
    Tarkibiy sxemalarni ekvivalent almashtirish qoidalaridan foydalanib, generator 
    kuchlanishi ART ning uzatish funksiyasini topamiz. 
    Ochiq tizimning (tizim Q nuqtada ochilgan, 11.12-rasmga qarang) ketma-ket 
    ulangan yo`naltirilgan ta‘sir bo`ginlaridan tuzilgan uzatish funksiyasi quyidagicha 
    bo`ladi: 
    W(p)= W
    u
    (p) W
    q
    (p) W
    b
    ( p)W
    o.c
    (p).
    (11.47) 
    .
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    p
    W
    р
    U
    р
    U
    os
    в
    q
    y
    в
    q
    y
    sr
    g


    (11.48)
    Tizimning kirish miqdori deb, boshqaruvchi ta‘sir U(p) emas, balki 
    g‘alayonlovchi ta‘sir F(p) qabul qilinsa, u holda berk tizimning g‘alayonlovchi 
    ta‘sir F(p) uchun uzatish funksiyasi quyidagicha bo`ladi: 
    .
    )
    (
    1
    )
    (
    )
    (
    )
    (
    p
    W
    p
    W
    р
    U
    р
    U
    я
    ср
    г


    (11.49) 
    bu yerda W(p) – ochiq tizimning (11.47) tenglama bo`yicha aniqlanadigan uzatish 
    funksiyasi. 


    122 
    Alohida bo`g‘inlar uzatish funksiyalarining qiymatini (11.47), (11.49) 
    ifodalarga quyib, tizimning uzatish funksiyasini olamiz. 
    11.13-rasm. Tarkibiy sxemalarni ekvivalent o`zgartirisha – ketma-ket ulangan bo`g’inlarni; 
    b- parallel ulangan bo`g’inlarni; v-teskari bog’lanish bilan qamralgan bo`g’inni; g- ajratib olish 
    nuqtasini ko`chirish; d- jamlash nuqtasini ko`chirish 
     

    Download 3,59 Mb.
    1   ...   54   55   56   57   58   59   60   61   ...   99




    Download 3,59 Mb.
    Pdf ko'rish

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    O’zbekisтon respublikasi oliy va o’rтa maхsus

    Download 3,59 Mb.
    Pdf ko'rish