1 Popis lineárních spojitých a diskrétních zpětnovazebních řídicích systémů
Popis lineárních spojitých a diskrétních zpětnovazebních řídicích systémů. Vnější a vnitřní popis, statické a dynamické vlastnosti.
1.1 Vnější popis spojitých dynamických systémů Dynamické vlastnosti spojitých systémů lze popsat buď v časové nebo frekvenční oblasti následujícími způsoby: a) diferenciální rovnicí b) operátorovým přenosem (Laplaceova transformace) c) frekvenčním přenosem (Fourierova transformace) d) frekvenční charakteristikou e) impulsní charakteristikou f) přechodovou charakteristikou g) rozložením nul a pólů přenosu
ad a) diferenciální rovnicí Předpoklad: lineární, hladký, stacionární a spojitý systém se vstupem x(t) a výstupem y(t) popisuje lineární diferenciální rovnice s konstantními koeficienty:
kde ai , bi jsou reálné konstantní koeficienty. Prakticky nelze realizovat takové systémy, jejichž výstupní signál by byl přesně úměrný derivaci vstupního signálu. Totéž platí pro vyšší derivace. Proto v rovnicích musí vždy platit: m < n U některých praktických realizací dochází k časovému posunutí signálu beze změny jeho tvaru. Říkáme, že systém obsahuje dopravní zpoždění. Posunutí na časové ose vyjadřuje vztah
Dynamické zpoždění na rozdíl od dopravního zpoždění je popsáno diferenciální rovnicí o velkém počtu členů jako lineární systém vysokého řádu.
ad b) operátorovým přenosem Přenosovou funkci lineárního dynamického systému lze určit jako poměr obrazu výstupní veličiny k obrazu vstupní veličiny ve stejné transformaci za předpokladu nulových počátečních podmínek. U spojitých systémů se používá Laplaceova transformace. Systém popsaný diferenciální rovnicí, která je uvedena v předcházejícím odstavci, má přenosovou funkci ve tvaru racionální lomené funkce: