Интегральные оценки качества систем автоматического регулирования. Дылевский А.В. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

15
Согласно (17) и (19) получаем
Q
0
= a
2
Ψ
00
+ a
1
Ψ
01
+ a
0
Ψ
02
, Q
1
= a
2
Ψ
10
+ a
1
Ψ
11
+ a
0
Ψ
12
,
Ψ
00
= Ψ
00
= 0, Ψ
01
= Ψ
10
=
ε
2
0
2
, Ψ
02
= ε
0
ε
1
, Ψ
12
=
ε
2
1
2
,
т.е.
Q
0
=
a
1
ε
2
0
2
+ ε
0
ε
1
, q
1
=
a
2
ε
2
0
2
+
ε
2
1
2
.
Принимая во внимание начальные значения (31), находим
0
=
1
2
(a
1
b
0
b
1
)(2a
1
a
1
b
0
b
1
) + (1 b
0
)
2
(a
2
+ a
2
1
)
,
1
=
a
2
2
(a
1
b
0
b
1
)
2
+ a
2
(1 b
0
)
2
.
Отсюда окончательно получаем
J
0
=
0
=
(a
1
b
0
b
1
)(2a
1
a
1
b
0
b
1
) + (1 b
0
)
2
(a
2
+ a
2
1
)
2a
1
a
2
, (32)
J
1
= J
0
+ τ
2
1
J
01
= J
0
+ τ
2
1
1
= J
0
+
τ
2
1
(a
1
b
0
b
1
)
2
+ a
2
(1 b
0
)
2
2a
1
a
2
.
Если положить τ
1
= 1, то
J
1
=
2(a
1
b
0
b
1
)(a
1
b
1
) + (1 b
0
)
2
(2a
2
+ a
2
1
)
2a
1
a
2
. (33)
Пример 2. Пусть
W (s) =
a
2
s
2
+ λs + a
2
.
Найдем значение параметра λ, при котором оценки J
0
и J
1
(τ
1
= 1) ми-
нимальны. В рассматриваемом примере b
0
= b
1
= 0, b
2
= a
2
, a
0
= 1,
a
1
= λ. Поэтому из (32) и (33) сразу находим
J
0
(λ) =
a
2
+ λ
2
2λa
2
=
1
2λ
+
λ
2a
2
,
J
1
(λ) =
2a
2
+ λ
2
2λa
2
=
1
λ
+
λ
2a
2
.
Из необходимого условия минимума получаем
J
0
(λ)
λ
= 0
1
λ
2
+
1
a
2
= 0,
J
1
(λ)
λ
= 0
1
λ
2
+
1
2a
2
= 0.
                                         15

Согласно (17) и (19) получаем
       Q0 = a2 Ψ00 + a1 Ψ01 + a0 Ψ02 , Q1 = a2 Ψ10 + a1 Ψ11 + a0 Ψ12 ,
                                        ε20                    ε21
       Ψ00 = Ψ00 = 0, Ψ01 = Ψ10        = , Ψ02 = ε0 ε1 , Ψ12 =     ,
                                        2                      2
т.е.
                       a1 ε20                  a2 ε20  ε2
                    Q0 =      + ε0 ε1 , q 1 =         + 1.
                         2                      2       2
Принимая во внимание начальные значения (31), находим
           1
              (a1 b0 − b1 )(2a1 − a1 b0 − b1 ) + (1 − b0 )2 (a2 + a21 ) ,
                                                                       
     ∆0 =
           2
           a2 
               (a1 b0 − b1 )2 + a2 (1 − b0 )2 .
                                             
     ∆1 =
           2
Отсюда окончательно получаем
      ∆0      (a1 b0 − b1 )(2a1 − a1 b0 − b1 ) + (1 − b0 )2 (a2 + a21 )
 J0 =     =                                                              ,        (32)
       ∆                              2a1 a2
                                             2
                                                              2                 2
                                                                                   
                              ∆ 1          τ    (a1 b 0 − b 1 )  + a2 (1  − b 0 )
 J1 = J0 + τ12 J01 = J0 + τ12     = J0 + 1                                           .
                               ∆                           2a1 a2
Если положить τ1 = 1, то
                  2(a1 b0 − b1 )(a1 − b1 ) + (1 − b0 )2 (2a2 + a21 )
             J1 =                                                    .           (33)
                                       2a1 a2

Пример 2. Пусть
                                       a2
                             W (s) =           .
                                  s2 + λs + a2
Найдем значение параметра λ, при котором оценки J0 и J1 (τ1 = 1) ми-
нимальны. В рассматриваемом примере b0 = b1 = 0, b2 = a2 , a0 = 1,
a1 = λ. Поэтому из (32) и (33) сразу находим
                                  a2 + λ2    1    λ
                         J0 (λ) =         =     +   ,
                                   2λa2     2λ 2a2
                                  2a2 + λ2    1   λ
                         J1 (λ) =          = +      .
                                    2λa2     λ 2a2
Из необходимого условия минимума получаем
                    ∂J0 (λ)                     1   1
                            =0       ⇐⇒       −   +    = 0,
                      ∂λ                       λ2   a2
                    ∂J1 (λ)                     1    1
                            =0       ⇐⇒       − 2+      = 0.
                      ∂λ                       λ    2a2