background image

 

 

c.d. opisu matematycznego elementów automatyki

Element całkujący idealny

-równanie różniczkowe:
       

Uwaga!!! Całka w wyrażeniu jest całką oznaczoną!

-równanie po transformacji Laplace’a: 

-transmitancja operatorowa:     

ki

 – współczynnik wzmocnienia elementu całkującego 

(ma jednostki np..: [m / (s V)] )

1/ ki = Ti

 czas całkowania elementu całkującego (w 

sekundach -określany tylko wtedy gdy sygnały: 
wejściowy i wyjściowy są w tych samych jednostkach: 
np. napięcie-napięcie, ciśnienie-ciśnienie itp.)

t

y

dt

t

x

ki

t

y

0

)

0

(

)

(

)

(

s

ki

s

x

s

y

s

G

)

(

)

(

)

(

s

s

x

ki

s

y

)

(

)

(

background image

 

 

• Przykład całkowania napięcia zasilającego silnik elektryczny 

(bieżący wynik całkowania jest wysokością na jaką uniesie się 

masa

)  

• Interpretacja czasu całkowania:
  Definicja:   czas całkowania elementu całkującego idealnego 

jest to czas, po którym sygnał wyjściowy osiągnie wartość 
równą wartości skoku jednostkowego przyłożonego do wejścia 
elementu.

 

background image

 

 

    Przykłady urządzeń technicznych, których dynamikę można 

opisać równaniem analogicznym do równania elementu 

całkującego idealnego

 

background image

 

 

• Przykłady całkowania sygnałów zmiennych w 

czasie

background image

 

 

Element całkujący rzeczywisty ( z 

inercją)

Równanie różniczkowe:
       

Równanie po transformacji Laplace’a: 

Transmitancja operatorowa:

Uwaga: 

T( w sekundach)- stała 

czasowa elementu całkującego 
rzeczywistego

t

o

dt

t

x

ki

t

y

dt

t

dy

T

)

(

)

(

)

(

s

s

x

ki

s

y

s

y

s

T

)

(

)

(

)

(

sT

s

ki

s

G

1

)

(

background image

 

 

Odpowiedź elementu całkującego rzeczywistego na 

skok jednostkowy

background image

 

 

• Całkowanie sygnału sinusoidalnego przez element 

całkujący rzeczywisty

background image

 

 

Element różniczkujący idealny

-równanie różniczkowe:

-równanie po transformacji Laplace’a:

-transmitancja operatorowa:
Uwaga: współczynnik kd nazywa się wzmocnieniem 

elementu różniczkującego idealnego – ma jednostki 
np..[ms/v].

   

Jeśli sygnały: wejściowy i wyjściowy mają te same 

jednostki np. metr i metr to jednostką kd są sekundy 
i wtedy kd nazywa się czasem różniczkowania Tr [s]

   

dt

t

dx

kd

t

y

)

(

)

(

)

(

)

(

s

x

s

kd

s

y

s

kd

s

G

)

(

background image

 

 

Różniczkowanie sygnału elementem różniczkującym 

idealnym

Różniczkowanie sygnału sinusoidalnego

background image

 

 

Przykład urządzenia, które różniczkuje sygnał 

wyjściowy idealnie

background image

 

 

Element różniczkujący rzeczywisty ( z inercją)

-równanie różniczkowe:
-równanie po transformacji Laplace’a:

-transmitancja operatorowa:

Uwaga: stała T jest stałą czasową w sekundach elementu 

różniczkującego rzeczywistego, kd to współczynnik 
wzmocnienia (czas różniczkowania Tr –w sekundach dla 
sygnałów o tych samych jednostkach) 

dt

t

dx

kd

t

y

dt

t

dy

T

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

s

x

s

kd

s

y

s

y

s

T

sT

s

kd

s

G

1

)

(

background image

 

 

Odpowiedź elementu różniczkującego rzeczywistego 

na skok jednostkowy

background image

 

 

Przykład wykorzystania elementu różniczkującego 

rzeczywistego do tworzenia impulsów 

synchronizujących

background image

 

 

Przykłady urządzeń różniczkujących rzeczywistych

s

Tr

s

Tr

s

U

s

U

s

Tr

s

U

s

U

s

Tr

s

U

s

Tr

s

U

s

U

s

Tr

Tr

C

R

dt

t

dU

C

R

t

U

dt

dU

C

R

dt

t

dU

R

t

U

C

dt

dU

R

t

U

t

i

ale

R

dt

t

di

t

i

C

dt

dU

R

t

i

t

U

R

t

i

dt

t

i

C

U

t

1

)

(

1

)

(

2

1

)

(

2

)

(

1

)

(

2

)

(

2

)

(

1

)

(

2

)

(

2

1

)

(

2

)

(

2

1

1

)

(

2

)

(

)

(

)

(

1

1

)

(

)

(

2

)

(

)

(

1

1

0


Document Outline