• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


استجابة الوقت لنظام التحكم من الدرجة الثانية (مثال مفصل)

Electrical4u
حقل: الكهرباء الأساسية
0
China

رد فعل زمني لنظام تحكم من الدرجة الثانية

تحدد درجة نظام التحكم بقوة 's' في المقام لدالة النقل الخاصة به.

إذا كانت قوة s في المقام لدالة النقل لنظام التحكم هي 2، فإن النظام يُعتبر نظام تحكم من الدرجة الثانية.

يعطى التعبير العام لدالة النقل لنظام التحكم من الدرجة الثانية كما يلي

هنا، ζ و ωn هما نسبة التخميد وتواتر الرنين الطبيعي للنظام على التوالي (سندرس هذين المصطلحين بمزيد من التفصيل لاحقًا).

بإعادة ترتيب الصيغة أعلاه، يكون الخرج للنظام كما يلي

إذا اعتبرنا دالة الخطوة الوحدوية كمدخل للنظام، فعندئذ يمكن إعادة كتابة معادلة الخرج للنظام كما يلي



بأخذ تحويل لابلاس العكسي للمعادلة أعلاه، نحصل على

يمكن إعادة كتابة التعبير أعلاه عن الخرج c(t) كما يلي

يتم إعطاء خطأ الإشارة للرد بواسطة e(t) = r (t) – c(t)، وبالتالي.

من التعبير أعلاه يتضح أن خطأ الإشارة هو من النوع المتذبذب مع مقدار يتناقص أسياً عندما ζ < 1.

تواتر التذبذب هو ωd والثابت الزمني للتضاؤل الأسياوي هو 1/ζωn.

حيث، ωd، يشار إليه كتواتر الرنين المخمد، و ωn هو تواتر الرنين الطبيعي. يؤثر المصطلح ζ بشكل كبير على التخميد ولذلك يُسمى بنسبة التخميد.

سيكون هناك سلوكيات مختلفة للإشارة الخرج، اعتمادًا على قيمة نسبة التخميد ودعونا نفحص كل حالة واحدة تلو الأخرى.

باستخدام هذا كأساس، سنقوم بتحليل رد الفعل الزمني لنظام تحكم من الدرجة الثانية. سنفعل ذلك عن طريق تحليل رد فعل الخطوة الوحدوية لنظام تحكم من الدرجة الثانية في مجال التردد، قبل تحويله إلى المجال الزمني.

رد فعل الخطوة لنظام من الدرجة الثانية

عندما تكون نسبة التخميد صفرًا، يمكن إعادة كتابة التعبير أعلاه للإشارة الخرج كما يلي

نظرًا لعدم وجود حد أسياوي في هذا التعبير، يكون رد الفعل الزمني لنظام التحكم غير مخمد بالنسبة لدالة الخطوة الوحدوية بنسبة تخميد صفر.

الصفحة 137. الشكل 6.4.3. من كتاب نظام التحكم الأوتوماتيكي بواسطة حسن.

لنقم الآن بفحص الحالة عندما تكون نسبة التخميد واحدًا.



في هذا التعبير للإشارة الخرج، لا يوجد جزء متذبذب في دالة الخطوة الوحدوية الموضوعية. ولذلك يُشار إلى هذا الرد الزمني لنظام التحكم من الدرجة الثانية بأنه مخمد بالحد الأقصى.

الآن سنقوم بفحص الرد الزمني لنظام تحكم من الدرجة الثانية بدالة الخطوة الوحدوية الموضوعية عندما تكون نسبة التخميد أكبر من واحد.

بأخذ تحويل لابلاس العكسي لكلا الجانبين من المعادلة أعلاه نحصل على,


في التعبير أعلاه، هناك ثوابت زمنية.

بالنسبة لقيمة ζ أكبر بكثير من واحد، يمكن تجاهل تأثير الثابت الزمني الأسرع على الرد الزمني والتعبير النهائي للرد الزمني يأتي كما يلي

الشكل 6.4.5 من الصفحة 139 من كتاب نظام التحكم الأوتوماتيكي بواسطة حسن.

رد فعل الزمن المخمد بالحد الأقصى لنظام التحكم

يتم إعطاء التعبير عن الرد الزمني لنظام تحكم من الدرجة الثانية بالنسبة لدالة الخطوة الوحدوية كما يلي.

المقلوب للثابت السالب للقوة الأسية في الجزء الخاطئ من الإشارة الخرج هو المسؤول في الواقع عن التخميد للرد الخرج.

هنا في هذه المعادلة هو ζωn. المقلوب للثابت السالب للقوة الأسية في إشارة الخطا يُعرف بالثابت الزمني.

لقد فحصنا بالفعل أنه عندما تكون قيمة ζ (المعروف أيضًا باسم نسبة التخميد) أقل من الوحدة، فإن التذبذب للرد يتضائل بشكل أسياوي مع ثابت زمني 1/ζωn. وهذا ما يُسمى بالرد تحت التخميد.

على الجانب الآخر، عندما يكون ζ أكبر من الوحدة، فإن الرد لإشارة الخطوة الوحدوية المعطاة للنظام لا يظهر جزءًا متذبذبًا فيه.

وهذا ما يُسمى بالرد فوق التخميد. لقد فحصنا أيضًا الحالة عندما تكون نسبة التخميد مساوية للوحدة أي ζ = 1.

في تلك الحالة يتم تحكم في التخميد للرد بواسطة التردد الطبيعي ωn فقط. التخميد الفعلي في تلك الحالة يعرف بالتخميد الحرجة للرد.

كما رأينا بالفعل في التعبيرات المرتبطة بالرد الزمني لنظام التحكم بالنسبة لدالة الخطوة الوحدوية، فإن الجزء المتذبذب موجود في الرد عندما تكون نسبة التخميد (ζ) أقل من واحد وليس موجودًا في الرد عندما تكون نسبة التخميد مساوية لواحد.

قدم نصيحة وشجع الكاتب

مُنصح به

أعطال وإصلاحات التأريض الأحادي الطور في خطوط توزيع 10 كيلوفولت
خصائص أعطال الأرضية أحادية الطور وأجهزة كشفها١. خصائص أعطال الأرضية أحادية الطورإشارات الإنذار المركزية:يُصدر جرس التحذير صوتًا، وتضيء مصباح المؤشر المسمى «عطل أرضي في قسم الحافلة [X] كيلوفولت رقم [Y]». وفي الأنظمة التي يُوصَل فيها نقطة التحييد عبر ملف بيترسن (ملف إخماد القوس الكهربائي)، يضيء مؤشر «تشغيل ملف بيترسن» أيضًا.مؤشرات جهاز مراقبة العزل الفولتمتري:ينخفض جهد الطور المعطّل (في حالة الأرضية غير الصلبة) أو ينعدم تمامًا (في حالة الأرضية الصلبة).يرتفع جهد الطورين الآخرين — فوق جهد الطور الطب
01/30/2026
طريقة تشغيل توصيل نقطة المحايد لمحولات شبكة الكهرباء بجهد 110 كيلوفولت إلى 220 كيلوفولت
يجب أن تلبي طرق توصيل نقطة المحايد للأرض في محولات شبكة الكهرباء بجهد 110 كيلو فولت إلى 220 كيلو فولت متطلبات تحمل العزل لنقطة المحايد في المحولات، وأن تسعى جاهدة للحفاظ على ثبات ممانعة التسلسل الصفرية للمحطة تقريباً، مع ضمان ألا تتعدى الممانعة الشاملة للتسلسل الصفرية في أي نقطة قصر في النظام ثلاثة أضعاف الممانعة الشاملة للتسلسل الإيجابي.بالنسبة لمحولات 220 كيلو فولت و110 كيلو فولت في المشاريع الجديدة وإعادة التطوير التقني، يجب أن تلتزم طرق توصيل نقطة المحايد للأرض بما يلي:1. المحولات ذاتية التح
01/29/2026
لماذا تستخدم المحطات الفرعية الصخور والحصى والرمال والحجارة المكسرة
لماذا تستخدم المحطات الفرعية الحجارة والرمل والحصى والحجارة المكسرة؟في المحطات الفرعية، تتطلب المعدات مثل محولات الطاقة والتوزيع وخطوط النقل ومحولات الجهد ومحولات التيار ومفاتيح العزل التأريض. وبجانب التأريض، سنستعرض الآن بالتفصيل السبب وراء الاستخدام الشائع للرمل والحجارة المكسرة في المحطات الفرعية. وعلى الرغم من مظهرها العادي، فإن هذه الحجارة تؤدي دورًا حيويًّا من حيث السلامة والوظيفة.وفي تصميم نظام تأريض المحطة الفرعية — لا سيما عند تطبيق عدة طرق للتأريض — تُفرش الحجارة المكسرة أو الرمل عبر س
01/29/2026
HECI GCB لمحركات التوليد – قاطع دارة سريع SF₆
1.التعريف والوظيفة1.1 دور قاطع الدائرة المولديعتبر قاطع الدائرة المولد (GCB) نقطة فصل قابلة للتحكم تقع بين المولد والمُحوّل الرافع، ويعمل كواجهة بين المولد وشبكة الكهرباء. من أهم وظائفه عزل الأعطال على الجانب المولد وتمكين التحكم التشغيلي أثناء مزامنة المولد وربطه بالشبكة. مبدأ عمل GCB ليس مختلفًا بشكل كبير عن مبدأ عمل قاطع الدائرة القياسي. ومع ذلك، بسبب وجود مكون DC عالي في تيار الأعطال للمولدات، يجب أن يعمل GCB بسرعة كبيرة لعزل الأعطال بسرعة.1.2 مقارنة بين الأنظمة مع وبدون قاطع دارة المولديوضح
01/06/2026
إرسال الاستفسار
+86
انقر لتحميل الملف
تنزيل
الحصول على تطبيق IEE Business
استخدم تطبيق IEE-Business للعثور على المعدات والحصول على حلول والتواصل مع الخبراء والمشاركة في التعاون الصناعي في أي وقت ومن أي مكان - دعمًا كاملاً لتطوير مشاريعك الكهربائية والأعمال