ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.02.2025
Просмотров: 7868
Скачиваний: 1
СОДЕРЖАНИЕ
Министерство образования и науки Российской Федерации
1. Современное состояние проблемы моделирования систем
1.1. Моделирование как метод научного познания. Философские аспекты моделирования
1.2. Использование моделирования при исследовании и проектировании систем
1.2.1. Особенности разработки систем
1.2.2. Особенности использования моделей
1.2.3. Перспективы развития методов и средств моделирования систем
2. Основные понятия теории моделирования систем
2.1. Принцип системного подхода в моделировании систем
2.1.1. Структура системы – совокупность связей между элементами системы
2.1.2. Экспериментальные исследования систем
2.2. Стадии разработки моделей
2.3.2. Основные понятия теории размерности
2.4. Общая характеристика проблемы моделирования систем
2.4.2. Характеристики моделей систем
2.4.3. Цели моделирования систем
2.5. Классификация видов и методов моделирования систем
2.5.1. Классификационные признаки
2.5.2. Математическое моделирование.
2.7. Разработка вычислительного метода
2.8. Проверка (тестирование) модели
3. Математическое моделирование
3.1. Задачи и цели исследования математических моделей
3.2. Методология математического моделирования. Системный анализ
3.2.2. Этапы системного анализа и декомпозиция
3.3. Классификация математических моделей
3.4. Методы формализованного описания системы
3.4.1. Математическая модель по “входу-выходу”
3.4.2. Математическая модель в пространстве состояний
3.4.3. Описание линейных систем в пространстве состояний
3.4.4. Реализация систем в пространстве состояний
3.5. Методы построения математических моделей и их применение в сапр
3.5.1. Методы построения математических моделей
3.5.2. Математические модели с точки зрения сапр
3.5.4. Методика составления уравнений динамики элементов сау
3.6. Математические модели системы управления. Понятие об оптимальном управлении
4. Экспериментальное определение динамических характеристик объектов моделирования
4.1. Понятие о динамических характеристиках объектов
4.2. Определение динамических характеристик элементов систем по временным характеристикам
4.2.1. Определение статических характеристик
4.2.2. Определение динамических характеристик объектов с помощью периодических воздействий
4.4.1. Временные характеристики и их свойства
4.4.2. Определение характеристик апериодического звена
4.4.3. Определение характеристик колебательного звена
4.3. Формы описания динамических свойств объектов
4.4. Синтез пассивных двухполюсников и четырехполюсников
4.3.1. Разложение передаточной функции активного четырехполюсника
4.3.2. Способы синтеза двухполюсников
4.5. Экспериментальная отработка характеристик системы управления движущимся объектом
4.5.2. Алгоритмы обработки внешнетраекторных измерений
5. Динамические свойства воспринимающих элементов и датчиков
5.1. Основные определения и понятия
5.2. Основные характеристики датчиков
5.2.2. Чувствительность датчиков
5.3. Схемы формирования сигналов пассивных датчиков
5.4.1. Определения и основные зависимости
5.4.4. Тепловые приемники излучения
5.5.1. Методы измерения температуры
5.6. Датчики положения и перемещения
5.6.1. Методы определения положения и перемещения
5.6.2. Резисторные потенциометры
5.8.1. Электродинамическая тахометрия
5.9. Датчики ускорения, вибрации и удара
5.9.2. Принцип действия сейсмических датчиков
5.10. Датчики скорости, расхода и уровня жидкости
5.10.2 Датчики и методы измерения скорости жидкости
5.10.3. Измерение расхода жидкости
5.10.4. Измерение и указание уровня жидкости
5.12.1. Распространение плоской волны
5.12.2. Распространение трехмерной волны
5.12.4. Измерение интенсивности
6. Основы технологии имитационного моделирования
6.1. Основные определения и понятия
6.2. Область применения и классификация имитационных моделей
6.3. Описание поведения системы
6.3.2. Методика моделирования случайных факторов
6.3.3. Два подхода к моделированию случайных чисел
6.4. Оценка качества псевдослучайных чисел
6.5. Оценка качества имитационного моделирования
7.1. Полунатурное моделирование
7.1.2. Автоматизация испытаний на основе полунатурного моделирования
8. Анализ систем управления с эвм
8.2. Особенности систем управления с эвм
8.2. Основные положения из теории дискретных линейных систем
8.2.2. Линейные системы с постоянными параметрами
8.2.3.1. Решение разностных уравнений методом прямой подстановки
8.3. Расчет цифровых фильтров по фильтрам непрерывного времени
8.3.1 Методика синтеза цифровых фильтров. Общие положения
8.3.2 Методы дискретизации аналоговых фильтров
9. Моделирование свойств объектов с помощью системыMatLab
9.2. MatLab как научный калькулятор
9.2.3. Простейшие операции с векторами и матрицами
9.2.4. Некоторые функции прикладной численной математики
9.2.5. Построение простейших графиков
9.3. Исследование линейных стационарных систем (лсс)
9.3.1. Классы пакета control.L
9.3.2. Ввод и преобразование моделей
9.4. Моделирование динамических процессов с помощью подсистемы MatLab simulink
9.4.1. Краткие сведения о подсистеме MatLab simulink
9.4.2. Запуск подсистемы simulink
9.4.4. Некоторые основные приемы подготовки и редактирования модели
9.4.5. Установка параметров моделирования и его выполнение
9.2.2. Результат составления модели
Приложения п1. Динамические характеристики объектов моделирования
П2. Примеры составление функциональной и структурной схемы динамической системы
П2.2. Система сопровождения цели
П2.3. Система автоматического наведения летательного аппарата на объект
П2.4. Система управления уровнем жидкости
4.3. Формы описания динамических свойств объектов
Динамические свойства объектов в общем случае можно описать математическими выражениями следующего вида:
1) дифференциальными уравнениями
,
где
,
…,
,
,
…,
- постоянные коэффициенты,m
≤ n;
- постоянная
положительная величина, называемая
временем запаздывания;
- входная величина;
- выходная величина,
2) передаточной функцией
,
где
- комплексная переменная;
- вещественная
переменная;
- угловая частота;
- мнимая единица;
- преобразования
Лапласа;
3) амплитудно-фазовой характеристикой (АФХ)
,
где
,
- преобразования Фурье переменных
и
;
,
- аналитические выражения вещественных
и мнимых частей комплексной функции
;
,
- амплитудно-частотная и фазо-частотная
характеристики - АЧХ и ФЧХ:
- модули (спектры)
преобразований Фурье
,
.
Между перечисленными динамическими характеристиками существует однозначная связь.
В
заимосвязь
между различного рода динамическими
характеристиками изображена на рисунке4.10,
там же указаны способы определения
уравнений динамики
4.4. Синтез пассивных двухполюсников и четырехполюсников
Итак, подошли к реализации передаточных функций объектов, проделав последовательность
Эксперимент
передаточная функция
последовательное
соединение различных динамических
звеньев.
При синтезе объектов с требуемыми динамическими характеристиками возникает задача реализации их передаточных функций пассивными или активными четырехполюсниками постоянного тока.
Последние содержат пассивные двухполюсники.
Пассивные двухполюсники и четырехполюсники постоянного тока – это электрические цепи из резисторов (активных сопротивлений), конденсаторов и индуктивностей.
Рассмотрим некоторые методы определения [11] электрических схем и параметров двухполюсников и четырехполюсников, состоящих из резисторов и конденсаторов, по передаточным функциям, которые они должны иметь.
Л
юбая
передаточная функция может быть
реализована пассивным двухполюсником
или четырехполюсником из резисторов и
конденсаторов с точностью до постоянного
множителя.
4.3.1. Разложение передаточной функции активного четырехполюсника
Схема активного четырехполюсника представлена на рисунке 4.11.
Такие четырехполюсники состоят из электронных усилителей и цепей из резисторов, конденсаторов и индуктивностей.
В общем
случае четырехполюсник содержит входную
цепь с импедансом
и цепь симпедансом
,
которая охватывает усилитель с
отрицательной обратной связью.
Обычно используют операционный усилитель с весьма большим передаточным коэффициентом. Тогда передаточная функция четырехполюсника определяется выражением
.
(4.18)
Для синтеза
двухполюсника активного четырехполюсника
передаточную функцию
,
которую он должен иметь, нужно представить
в соответствии с выражением (4.18)
в виде отношения
,
где
- операторные выражения полного
сопротивления двухполюсника прямой о
обратной цепи соответственно.
Полное
сопротивление
может быть реализовано в видеRC–двухполюсника
только если оно удовлетворяет следующим
условиям:
а)
функция
- рациональная дробь, у которой степень
числителя равна или на единицу меньше
степени знаменателя;
б) полюсы (корни
полинома знаменателя) и нули (корни
полинома числителя) функция
- простые, действительные, отрицательные
и перемежаются между собой, т. е. между
двумя соседними полюсами находится
нуль и наоборот;
в) наименьшим по абсолютному значению является полюс, он может равняться нулю;
г) наибольшим по
абсолютному значению является нуль;
он конечен, если степень числителя
функции
равна степени знаменателя.
В ряде
случаев реализуемые значения
удается составить по формулам
,
где
- полиномы соответственно числителя и
знаменателя функции
.
Полином
выбирают так, чтобы
удовлетворяли условиям реализуемости,
он может содержать, в частности, двучлены
из полиномов
.
4.3.2. Способы синтеза двухполюсников
Схему и параметры RС - двухполюсника можно найти различными способами.
К схемам с наименьшим числом элементов приводят следующие способы.
1 способ.
Разложение
на простые
дроби
Пусть сопротивление
,
удовлетворяющее ранее перечисленным
условиям, можно разложить на простые
дроби
. (4.19)
Здесь
(4.20)
где
.
Каждый член разложения (4.19) можно реализовать простыми RС – двухполюсниками из числа представленных ниже в таблице.
Таблица 4.2. RС – схемы и их полные сопротивления
|
|
|
|
|
|
Полное сопротивление z(s) |
|
|
|
RC
- схема
Последовательное
соединение таких двухполюсников
образует RС
– двухполюсник, реализующий заданное
полное сопротивление
.
2 способ.
Разложение
в непрерывную
дробь
Члены полинома
числителя и знаменателя функции
нужно расположить по убывающим степенямs,
после чего функцию можно разложить в
непрерывную дробь.