Порядок выполнения лабораторной работы.

1.1. Запустите систему Simulink, нажав кнопку «Simulink» на панели инструментов в командном окне MATLAB.

1.2. Изучите состав библиотек системы Simulink, обратив внимание на библиотеки Continuous (непрерывные элементы), Math Operations (математические операции), Signal Routing (пересылка сигналов), Sinks (приёмники), Sources (источники). Состав каждой библиотеки раскрывается в правой части окна Simulink Library Browser при активации курсором мыши имени библиотеки, находящегося в левой части окна.

1.3. Вызовите рабочее окно Simulink, нажав кнопку «новая модель» на панели инструментов в окнеSimulink Library Browser. На экране появится новое пустое окно untitled, в котором будет осуществляться сборка модели системы.

1.4. В рабочем окне соберите схему моделирования, вид которой представлен на рис 3.1, проделав следующие операции.

Рис. 3.1.

1.4.1. Из библиотеки Continuousпереместите курсором мыши блоки интегратора и передаточной функции в рабочее окно и соедините их стрелкой с помощью мыши.

1.4.2. Двойным щелчком мыши на изображении блока передаточной функции раскройте окно параметров и установите значения числителя [10] и знаменателя [0.1 1]. После установки параметров закройте окно, нажав кнопку «ОК».

1.4.3. Из библиотекиMath Operationsпереместите в рабочее окно сумматор и блок усилителя Gainи соедините их стрелкой. В сумматоре установите вместо знака «+» знак «-», а в усилителе установите значение коэффициента 2. Стрелками соедините все блоки, как показано на рис. 3.1.

1.4.4. Из библиотекиSourcesпереместите блок ступенчатого сигнала Step. Установите в окне параметров блока время начала ступенчатого сигнала 0 и его высоту, равной 2. Выход блока соедините с входом сумматора.

1.4.5. Из библиотеки Signal Routingпереместите блок формирования вектора Mux (мультиплексор) и подсоедините к нему выходы блоков Stepи передаточной функции (выход системы).

1.4.6. Из библиотеки Sinksпереместите блок Scope для вывода в графическое окно графиков зависимостей величин, подаваемых на его вход, от модельного времени (осциллограмм). Блок подсоедините к блоку Muxи двойным щелчком мыши на блоке Scope активизируйте графическое окно.

1.5. Перед запуском набранной модели в рабочем окне вызовите команду Simulation – Simulation parameters – Solver и установите в появившемся окне настройки параметров время окончания процесса моделирования Stop time, например, 5 с.

1.6. Запустите схему в работу нажатием кнопки запуска на панели инструментов рабочего окна, где набрана схема.

1.7. После окончания процесса моделирования ознакомьтесь с возможностями управления графическим окном блока Scope.

1.8. Проведите моделирование схемы с постоянным шагом интегрирования. Для установки постоянного шага интегрирования в окне Solver(см. п. 1.5) в разделе Solver optionвыберите значения Fixed-step и метод численного интегрирования в раскрывающихся списках окон Type. В поле Fixed step size введите значение шага интегрирования в секундах, например 0,01 с.

1.9. Зафиксируйте схему моделирования и результаты экспериментов в отчете и сделайте по ним общий вывод.

Для представления графических результатов моделирования в отчётах и сохранения их в рабочем пространстве системы MATLAB целесообразно использовать блок To Workspace. Схема подсоединения блока To Workspaceк исследуемой модели (см. задание 1) показана на рис. 3.2.

Рис. 3.2.

2.1. Из библиотеки Signal Routingпереместите блок формирования вектора Muxи установите три входа.

2.2. Из библиотекиSourcesпереместите блок модельного времени Clock.

2.3. Из библиотеки Sinksпереместите блокTo Workspace. В окне настройки блока установите следующие параметры: имя, под которым результаты моделирования будут сохраняться в рабочем пространстве, например, res1; в строке Decimation количество столбцов в массиве результатов (в данном случае 3); в списке Save format выберите вариант записи Array (матрица). После установки параметров закройте окно, нажав кнопку «ОК».

2.4. Соедините стрелками введённые блоки согласно рис. 3.2. и запустите схему в работу.

2.5. После окончания процесса перейдите в командное окно MATLAB и наберите команды для построения графика:

2.6. В графическом окне рисунка с помощью кнопки «А» сделайте надписи на осях: абсцисс (t [c]) и ординат (g(t), h(t)).

2.7. Полученный график скопируйте и перенесите в отчёт.

2.8. Набранную в рабочем окне Simulink схему моделирования скопируйте и перенесите в файл отчёта.

Структурная схема исследуемой САУ представлена на рис. 3.3, а её параметры выдаются преподавателем.

Рис. 3.3.

3.1. Для заданной структуры САУ (см. рис. 3.3) в рабочем окне Simulink наберите схему моделирования, используя методику набора в задании 1.

3.2. Для представления графических результатов моделирования в отчёте добавьте в схему блоки To Workspace, Muxи Clock. В матрицу результатов (res2) внесите время, сигналы и , возмущение и ошибку . Таким образом, число входов блока Mux равно 5. Блоки соедините и настройте в соответствии с п. 2.3 и 2.4.

3.3. Установите постоянный шаг интегрирования равным 0,005 с (см. п. 1.8).

3.4. Подайте на схему ступенчатый входной сигнал и при отсутствии возмущения (z(t) = 0) получите переходный процесс.

3.5. Скорректируйте продолжительность моделирования (см. п. 1.5), если процесс не наглядный.

3.6. Повторите п. 3.4. и полученный переходный процесс занесите в отчёт, как это делается в задании 2 (см. п. 2.5 – 2.8).

3.7. Получите переходный процесс при постоянном возмущении z(t) = 0,1. Результат моделирования занесите в отчет.

3.8. Промоделируйте реакцию системы на синусоидальное воздействие и при действии нормального случайного возмущения z(t) с нулевым средним значением и . Для воспроизводства сигналов из библиотеки Sourcesпереместите блоки Sine Wave и Random Number и в соответствующих окнах настройки этих блоков установите указанные параметры. Результат моделирования занесите в отчет.

3.9. Отключите входной сигнал, т.е. , установите начальные условия на выходном интеграторе и при случайном возмущении (см. п. 3.8) промоделируйте систему. Результат моделирования занесите в отчет.

3.10. Выйдете из системы MATLAB. Оформите отчет и сделайте общий вывод по лабораторной работе.

Контрольные вопросы.

1. Состав пакета визуального моделирования систем управления Simulink и его связь с системой MATLAB.

2. Блоки каких библиотек Simulink должны обязательно присутствовать в структуре любой модели Simulink?

3. Основное предназначение блоков библиотеки Sources.

4. Основное предназначение блоков библиотеки Sinks.

5. Как устанавливаются рабочие параметры блоков модели?

6. Как обеспечить моделирование с постоянным шагом интегрирования?

7. Какие возможности системы MATLAB + Simulink для сохранения результатов исследования САУ?

Лабораторная работа № 4

«Исследование качества и точности управления линейных стационарных систем автоматического управления»

Цель работы:

· Определение прямых показателей качества управления САУ по результатам переходного процесса.

· Получение оценок показателей качества управления по информации о полюсах замкнутой САУ.

· Определение установившихся ошибок при заданных воздействиях на САУ.

Во время домашней подготовки ознакомьтесь:

1. с требованиями к процессу управления и прямыми показателями качества линейных САУ [1], с.64 - 67, 111 - 112.

2. с методами оценки качества управления [1], с.112 -128.

3. с методами расчёта установившихся ошибок линейных САУ при детерминированных воздействиях [1], с.67 -79.

• ⇐ Назад
• 1
• 2
• 345
• Далее ⇒