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Commit d536a621 authored by Sebastian Schwarz's avatar Sebastian Schwarz
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%% Cell type:markdown id:4e14da09-e18a-4a73-a754-5514c4046d1c tags:
# <span style='color:OrangeRed'>V3 STABILITÄT DISKRETER SYSTEME TEIL 2</span>
%% Cell type:markdown id:33f7d33e-5729-4ee8-8fc5-8f97428f7b35 tags:
Betrachtet wird der in den nachfolgenden Abbildung dargestellte Abstastregelkreis bestehend aus einer zeitkontinuierlichen Regelstrecke Gs(s), einem Halteglied nullter Ordnung Ho(s) und einem zeitdiskreten Regler Gr(z).
%% Cell type:markdown id:9dc0ece7-9602-45c5-b55d-f2e5acfd2e00 tags:
<img src="figures/SampledControlLoop.jpeg" alt="drawing" width="600" height="300"/>
%% Cell type:markdown id:e24e18ab-6d8c-4500-8f12-aa5b6629e9f4 tags:
Die Gesamtübertragungsfunktion Gges(z) des geschlossenes Regelkreis mit Abtastzeit Ts = 0.1sec lautet:
%% Cell type:code id:4f8424b7-b29a-4dcc-85e0-1e00fe14c2a6 tags:
``` octave
pkg load control
Z = [0.2 -0.8 -0.9 0]
N = [1 -1.7 0.8 0.5 -0.5]
G = tf(Z,N,0.1)
```
%% Output
Z =
0.20000 -0.80000 -0.90000 0.00000
N =
1.00000 -1.70000 0.80000 0.50000 -0.50000
Transfer function 'G' from input 'u1' to output ...
0.2 z^3 - 0.8 z^2 - 0.9 z
y1: -------------------------------------
z^4 - 1.7 z^3 + 0.8 z^2 + 0.5 z - 0.5
Sampling time: 0.1 s
Discrete-time model.
%% Cell type:markdown id:9b66b0b0-767e-4140-83d3-a9017969e1b2 tags:
Es soll die Stabilität des geschlossenen Regelkreises unteresucht werden.
Wenden Sie zu diesem Zweck das algebraische Stabilitätskriterium nach Jury an.
Prüfung der notwendigen Bedingung:
%% Cell type:code id:195ef940-7487-4010-8dff-56b74852c8b7 tags:
``` octave
T1 = polyval(N,1)
T2 = polyval(N,-1)*(-1)^(length(N)-1)
```
%% Output
T1 = 0.10000
T2 = 2.5000
%% Cell type:markdown id:542aa21b-775e-4018-8265-66e8250e7f58 tags:
T1 und T2 müssen größer als 0 sein.
Prüfung der hinreichenden Bedingungen:
%% Cell type:code id:32221e0c-874a-4791-b21e-ef736934c7cc tags:
``` octave
R1 = [N(5) N(4) N(3) N(2) N(1)]
R2 = [N(1) N(2) N(3) N(4) N(5)]
```
%% Output
R1 =
-0.50000 0.50000 0.80000 -1.70000 1.00000
R2 =
1.00000 -1.70000 0.80000 0.50000 -0.50000
%% Cell type:code id:3bb8fef7-d016-487f-b599-43d8378dc10c tags:
``` octave
b0 = R1(1)*R1(1)-R1(5)*R1(5)
b1 = R1(1)*R1(2)-R1(5)*R1(4)
b2 = R1(1)*R1(3)-R1(5)*R1(3)
b3 = R1(1)*R1(4)-R1(5)*R1(2)
```
%% Output
b0 = -0.75000
b1 = 1.4500
b2 = -1.2000
b3 = 0.35000
%% Cell type:code id:9427eb80-a325-44cc-a871-159ebe4bbd4d tags:
``` octave
R3 = [b0 b1 b2 b3]
R4 = [b3 b2 b1 b0]
```
%% Output
R3 =
-0.75000 1.45000 -1.20000 0.35000
R4 =
0.35000 -1.20000 1.45000 -0.75000
%% Cell type:code id:a39447bd-d38a-43e1-adc8-68060eda571a tags:
``` octave
c0 = R3(1)*R3(1)-R3(4)*R3(4)
c1 = R3(1)*R3(2)-R3(4)*R3(3)
c2 = R3(1)*R3(3)-R3(4)*R3(2)
```
%% Output
c0 = 0.44000
c1 = -0.66750
c2 = 0.39250
%% Cell type:code id:ee8b51ef-9da2-4bec-9c40-e30f81bfeaf3 tags:
``` octave
R5 = [c0 c1 c2]
```
%% Output
R5 =
0.44000 -0.66750 0.39250
%% Cell type:markdown id:2d41a11a-f281-4a07-9687-06d0eee47328 tags:
Die zu überprüfenden Bedigungen sind
abs(R1(1))<abs(R1(5)),
abs(R3(1))>abs(R3(4)),
abs(R5(1))>abs(R5(3)).
%% Cell type:markdown id:7529de03-0e61-425b-b2ad-cdec6b9c2260 tags:
Wie können das auch überprufen. Wir berechnen die Nullstellen von N und betrachten deren Betrag:
%% Cell type:code id:7c6efadd-827e-4089-abaa-3f285e6e4a23 tags:
``` octave
p = roots(N)
abs(p)
```
%% Output
p =
-0.60477 + 0.00000i
0.71290 + 0.65756i
0.71290 - 0.65756i
0.87896 + 0.00000i
ans =
0.60477
0.96986
0.96986
0.87896
%% Cell type:markdown id:2617cdc0-e2fc-4951-9d4b-5cab91647dc4 tags:
Die Beträge müssen kleiner als 1 sein.
%% Cell type:code id:05064e3d-36a8-46ae-9661-dcbaddf31a95 tags:
``` octave
```
sys2-jupyter-notebooks/exam_examples/figures/SampledControlLoop.jpeg

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