Файл: Лаб_№3.doc

• Refine output (Скорректированный вывод) – позволяет изменять шаг регистрации модельного времени и тех сигналов, которые сохраняются в рабочей области MatLab с помощью блока To Workspase. При этом установка дискретности шага вывода выполняется в строке редактирования Refine factor. По умолчанию Refine factor = 1, т.е. регистрация производится для каждого значения модельного времени. При задании Refine factor = kбудет регистрироваться каждоеk-ое значение сигналов.

• Produceadditionaloutput(Дополнительный вывод) – обеспечивает дополнительную регистрацию параметров модели в заданные моменты времени.

• Producespecifiedoutputonly(Формировать только заданный вывод) – устанавливает вывод параметров модели только в заданные моменты времени, которые указываются в полеOutputtimes.

1.4.2. Выполнение моделирования

Запуск моделирования выполняется с помощью пункта менюSimulation/Startили соответствующей кнопки на панели инструментов.

Процесс моделирования можно завершить досрочно, выбрав пункт менюSimulation/Stop или соответствующей кнопки на панели инструментов.

Моделирование также можно остановить (Simulation/Pause) и затем продолжить (Simulation/Continue).

1.4.3. Завершение работы

Для завершения работы необходимо сохранить модель в файле, закрыть окно модели, окно обозревателя библиотеки блоков, а также командное окно системы MatLab.

2. Пример создания модели системы и выбор ее характеристик

2.1. Постановка задачи

Создать модель следящей системы, представленной на рисунке 8 ниже, и провести ее исследование. При этом оценить переходные процессы при задании на вход контура слежения синусоидального сигнала.

; ;.K₁ = 3 1/c;  = 0.2 c; T₁=0.6 c; T₂=0.06 c.

Нелинейность – типа ”насыщение”.

Синусоидальный входной сигнал имеет вид: x=A sin (2 f t + ₀), A = 0.3, f=0.5 Гц,

2.2. Методика решения

2.2.1. Основные исходные данные

Создадим структурную схему для исследования системы.

Для этого в нашем случае понадобятся следующие блоки:

• из раздела блоков Math Operations (блоки элементов, определяющих математические операции):

– блок Sum ;

• из раздела Continuous (блоки аналоговых элементов):

- блок Integrator

- блок Transfer Fcn– передаточная функция

;

- блок Transport Delay(блок фиксированной задержки сигнала);

• из раздела Discontinuities (блоки нелинейных элементов):

- Saturation- нелинейность типа “насыщение”

;

• из раздела Sources (блоки источников сигналов):

- Sin Wave- источник синусоидального сигнала

;

- Step - генератор ступенчатого сигнала

;

- Clock- источник времени (формирует сигнал, величина которого на каждом шаге равна текущему времени моделирования)

;

• из раздела Sinks (блоки приема и отображения сигналов):

- Scope- осциллограф (построение графиков в функции времени, позволяет наблюдать за изменением сигналов в процессе моделирования)

;

- XY Graf- графопостроитель (для построения графика значений одного сигнала в функции другого, верхний вход – для аргумента Х, нижний – для функцииY)

;

- To Workspase- блок записи в рабочую областьMatLab(служит для записи данных, поступающих на вход блока в рабочую область системыMatLab)

;

• из раздела Signal & Routing (блоки маршрутизации сигналов):

- Mux- мультиплексор (служит для объединения входных сигналов в вектор)

.

2.2.2. Результат составления модели

Созданная расчетная модель исследуемой следящей системы имеет вид, представленный на рисунке 9.

Как следует из рассмотрения рисунка, для анализа сигналов в процессе моделирования выходы ряда элементов снабжены блокам - приемниками Scope(осциллографами). При этом для сравнения сигналов на входе и выходе элементов предварительно эти сигналы объединены в вектор при помощимультиплексора.

2.3. Результаты моделирования

Ниже представлены сигналы регистрируемые на осциллографах Scope:

- на входе системы x и ошибки слежения (рисунок 10)

Рисунок 10

- на входе и выходе блока задержки (рисунок 11)

Рисунок 11

• на входе и выходе блока нелинейности (рисунок 12)

Рисунок 13 демонстрирует использование графопостроителя.

Рисунок 13

На рисунке 14 представлен тот же график (с рисунка 13), но построенный по данным из рабочей области MatLab, которые записаны туда с использованием блокаTo Workspase

Рисунок 14

3. Задание на самостоятельную работу

3.1. Дана динамическая система, структурная схема которой представленная на рисунке 15.

где x, y–вход и выход системы; W_i – передаточные функции звеньев; - ошибка регулирования;N– нелинейное звено.

Исходные параметры системы для различных вариантов заданы в таблице 1.

3.2. Создать модель следящей системы с использованием аппарата SIMULINK.

3.3. Провести исследование системы.

При этом:

1. оценить качество переходных процессов при задании на вход единичного скачка для заданных параметров системы (величина перерегулирования, время переходного процесса); в случае неудовлетворительного качества переходных процессов подобрать параметры корректирующего фильтра (коэффициент усиления, постоянные времени фильтра);

2. для выбранного фильтра выполнить исследование системы при задании на вход контура слежения синусоидальногосигнала; дляразличных частотиз заданного диапазона оценить:

- запаздывание выходного сигнала относительно входного;

- степень усиления (ослабления) системой входного сигнала.

4. Отчетность

4.1. Результаты исследований сохранять в личной папке в соответствующем M-файле.

4.2. По работе оформить отчет в виде Пояснительной запискив текстовом процессореMSWord:

- на электронном носителе;

- на бумажном носителе.

Таблица 1 Исходные параметры системы