Файл: Контрольные работы. Теория автоматического управления.docx

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
  • Assertion – Блок проверки утверждений

  • Check Discrete Gradient – Блок контроля градиента дискретного сигнала

  • Check Dynamic Gap – Блок контроля нахождения сигнала вне изменяющейся зоны

  • Check Dynamic Range – Блок контроля нахождения сигнала внутри изменяющейся зоны

  • Check Static Gap – Блок контроля нахождения сигнала вне зоны

  • Check Static Range – Блок контроля нахождения сигнала внутри зоны

  • Check Dynamic Lower Bound – Блок контроля изменяющегося минимального уровня

  • Check Dynamic Upper Bound – Блок контроля изменяющегося максимального уровня

  • Check Input Resolution – Блок контроля разрешающей способности

  • Check Static Lower Bound Блок контроля минимального уровня сигнала

  • Check Static Upper Bound – Блок контроля максимального уровня сигнала

Model-Wide Utilities – Библиотека дополнительных утилит

  • DocBlock – Блок документации

  • Model Info – Блок информации о модели

  • Timed-Based Linearization – Блок линеаризации

  • Trigger-Based Linearization – Блок линеаризации, управляемой извне

Ports & Subsystems – Порты и подсистемы

  • Configurable Subsystem – Конфигурируемая подсистема

  • Atomic Subsystem – Создание подсистем

  • Enable – Блок управления Enable

  • Enabled Subsystem – Е-подсистема

  • Enabled and Triggered Subsystem – ЕТ-подсистема

  • For Iterator Subsystem – Подсистема, управляемая циклом For

  • Function-Call Generator – Внешний блок управления FC-подсистемой

  • Function-Call Subsystem - FC-подсистема

  • If - Блок условного оператора

  • Action Subsystem – Подсистемы, управляемые блоками If Swith и Case

  • Configurable Subsystem – переконфигурируемая подсистема

  • Subsystem – Создание подсистем

  • Switch Case – Блок переключателя

  • Trigger – Блок управления Trigger

  • Triggered Subsystem Т-подсистема

  • While Iterator Subsystem – Подсистема, управляющая циклом While

Signal Attributes Блоки определения свойств

  • Data Type Conversion – Преобразователь типа сигнала

  • IC – Блок установки начального значения

  • Probe – Вывод параметров

  • Rate Transition – Блок согласования дискретных сигналов

  • Signal Specification Блок спецификации сигнала

  • Width – Блок определения размера сигнала

Signal Routing – Блоки маршрутизации сигналов

  • Bus Creator – Шинный формирователь

  • Bus Selector – Шинный селектор

  • Data Store Memory – Блок создания общей области памяти

  • Data Store Read – Блок считывания из именованной области памяти

  • Data Store Write – Блок записи в именованную область памяти

  • Demux – Демультиплексор

  • From – Блок приема сигнала

  • Goto – Блок передачи сигнала

  • Goto Tag Visibility – Блок признака видимости сигнала

  • Manual Switch – Ручной переключатель

  • Merge – Формирователь векторного сигнала

  • Multiport Switch – Многовходовый переключатель

  • Mux – Мультиплексор

  • Selector – Селектор

  • Switch – Переключатель

Sinks – Приемники сигналов

  • Display – Цифровой дисплей

  • Floating Scope – Изменяющийся осциллограф

  • Outport – Выходной порт

  • Scope – Осциллограф

  • Stop Simulation – Блок остановки моделирования

  • Terminator – Концевой приемник

  • To File – Блок записи в файл

  • To Workspace – Блок записи в рабочую область MATLAB

  • XY Graph – Графопостроитель

Sources-Источники сигналов


  • Band-Limited White Noise – Генератор белого шума

  • Chirp Signal – Генератор сигнала линейно изменяющейся частоты

  • Clock Источник времени

  • Constant Постоянная величина

  • Digital Clock Дискретный источник времени

  • From Workspace - Блок считывания данных из рабочей области MATLAB

  • From File – Блок считывания данных из файла

  • Ground – Формирователь сигнала нулевого уровня

  • Inport – Входной порт

  • Pulse Generator – Источник импульсного сигнала

  • Ramp – Источник линейно изменяющегося сигнала

  • Random Number – Источник случайного сигнала с нормальным распределением

  • Repeating Sequence – Источник периодического сигнала

  • Signal Generator - Генератор сигналов

  • Signal Builder Конструктор сигналов

  • Sine Wave Источник синусоидального сигнала

  • Step – Генератор ступенчатого сигнала

  • Uniform Random Number – Источник случайного сигнала с равномерным распределением

User-Defined Functions - Определяемые пользователем функции

  • Fcn – Блок задания функции

  • MATLAB Fcn - Блок задания М-функции

  • S-Function Блок задания S-функции

  • S-Function Builder – Конструктор S-функции



Режимы работы в MATLAB


Система предусматривает 3 режима вычислений:

  • Режим прямых вычислений (приглашение к работе символом «>>»);

  • Режим работы с m-файлами;

  • Режим работы в Simulink.






Описание режимов работы


Режим прямых вычислений:

  1. Запускаем программу Matlab.

  2. В появившемся окне под названием “Окно команд” вы можете набрать текст скрипта, после каждой строки нажимая клавишу “Enter”.

  3. Каждая введенная строка будет дублироваться в окне “Команды”.

  4. По завершению ввода Вы получите результат.


Режим работы с m-файлами:

  1. Запускаем программу Matlab.

  2. В ниспадающем меню нажимаем кнопки Файл –> Новый –> M-Файл.

  3. В открывшемся редакторе Вы можете набрать текст скрипта и проверить его работоспособность во вкладке ниспадающего меню Отладка –> Запуск, либо нажатием клавиши F5.

  4. С помощью вкладки Файл вы можете сохранить свой скрипт или открыть уже готовый из файла.


Пример скрипта


% Вычисление переходной характеристики привода элерона самолета

% Вычисление от 0 до 1 с шагом 0.01,

% задается начальное значение времени, интервал расчета и конечное значение времени

t=[0:0.01:1];

%

% Формирование полиномов числителя и знаменателя передаточной функции

num=[1]; den=[0.1 1];

%

% Формирование передаточной функции

sys=tf(num,den);

%

% Находим переходную характеристику во времени

[y,t]=step(sys,t);

%

% Построение графика

plot(t,y)

%

% Обозначение осей абсцисс и ординат

xlabel(‘t’), ylabel(‘y(t)’)

%

% Помещаем над графиком заголовок, grid управляет выводом сетки

title(‘h(t)’), grid


Режим работы в Simulink:


  1. Запускаем программу Matlab.

  2. Открыть окно библиотек Simulink можно несколькими способами:

  • нажать кнопку Simulink на панели инструментов;

  • последовательностью нажатий кнопок Старт –> Simulink -> Инструмент Simulink –> Обозреватель библиотеки.

  • В появившемся окне нажимаем Файл –> Новая модель или комбинацию клавиш Ctrl+N.


  • В редактор переносим из необходимых библиотек элементы и строим нужную модель.

  • Нажимаем в ниспадающем меню Simulation -> Start или комбинацию клавиш Ctrl+T.


    Все операции вы можете произвести с вышеприведенным примером скрипта.



    Пример работы в Simulink


    1. Запустите MatLAb.

    2. Запустите Simulink из панели инструментов MatLab.

    3. В появившемся окне Simulink Library Browser: FileNewModel появится окно новой панели untitled.

    4. Перейдите к окну Simulink Library Browser ( активизируйте S.L.B. ).

    5. Из компонентов Simulink, отображаемых в левом поле, выберите библиотеку ``Sources``.

    6. Из компонентов Sources, отображаемых в правом поле, перетащите (удержанием левой клавиши мыши) обьект ``Step`` в окно новой модели.

    7. Повторите операцию для объекта ``Scope ``, находящегося в библиотеке ``Sinks``.

    8. Далее рассмотрим моделирование системы, структурная схема которой приведена

    на рис. 5.13.



    Рис. 5.12. Структурная схема исследуемой системы


    а) проделаем 3 раза операцию вставки объекта Transfer Fcn (динамического звена) из библиотеки Continuous;

    б) вставим объекты Sum из библиотеки Math, Scope из библиотеки Sinks и Step из библиотеки Sources;

    в) переходим в окно модели и расположим объекты в следующем порядке:

    1. источник ступенчатого сигнала Step;

    2. суммирующий узел Sum;

    3. последовательно 3 динамических звена;

    4. объект для графического представления выходного сигнала Scope;

    г) проведём связи, задав нужный знак в суммирующем узле путём двойного нажатия левой кнопки мыши на объект узла;

    д) установим коэффициенты звеньев следующим образом: сместив курсор на звено, дважды нажмите левую клавишу мыши и занесите коэффициенты полиномов через пробел числителя и знаменателя передаточной функции; в модуле Step установите величину Время шага равным 0.

    1. Симуляция начинается после нажатия кнопки Start Simulation на панели инструментов.

    2. Результат моделирования можно посмотреть, дважды нажав левую клавишу мыши на объекте Scope. Для наглядности следует на окне Scope нажать правую клавишу мыши и выбрать режим Auto Scale.

    Для данного примера результат моделирования приведен на рис. 5.14.

    Рис.5.13. Переходная характеристика системы


    Работа с графиком:

    для изменения интервала видимости необходимо:

    1. активизировать рабочее окно untitled;

    2. выбрать Simulation →Simulation Parameters;

    3. в окне Simulation Parameters выберите закладку Solver;

    4. в окнах Start time и Stop time укажите время начала и конца симуляции, эти параметры будут являться границами интервала видимости в графическом окне Scope.

    Библиографический список

    1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления.-СПб,

    Изд-во “Профессия”, 2003.

    2. Дорф Р., Бишоп Р. Современные системы управления.-М.: Лаборатория Базовых

    Знаний, 2002.

    3. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5+Simulink 4/5 в математике и моделировании.-

    М.: СОЛОН-Пресс, 2003.

    4. Медведев В.С., Потёмкин В.Г. Control System Toolbox/ MATLAB 5 для студентов.-


    М.: Изд-во Диалог-МИФИ, 1999.

    5. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления.

    Под ред. В.А. Бесекерского.-М.: Наука, 1978.

    6. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью.- М.: Лаборатория

    Базовых Знаний, 2001.

    7. Черных И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений.

    Под общ. ред. В.Г.Потёмкина. – М: ДИАЛОГ – МИФИ, 2003.