Красноярский государственный университет цветных металлов и золота
Кафедра автоматизации производственных процессов
ЦМ |
Дисциплина “Применение ЭВМ в СУ” Красноярск 2005 г. |
Лабораторная работа № 7
“Изучение приложения SISO Design Tool пакета Control system системы MATLAB для моделирования, имитирования и анализа систем управления с контуром обратной связи“
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с составом и назначением программного приложения SISO Design Tool.
2. Ознакомиться с основными методами и примерами использования программного приложения SISO Design Tool для моделирования и анализа систем управления.
3. Освоить расчет, настройку и анализ САР в среде SISO Design Tool системы MATLAB.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Открыть рабочее окно программы SISO Design Tool.
Изучить теоретические сведения о приложении SISO Design Tool.
Закончив изучение теоретических сведений о приложении SISO Design Tool, выполнить задание по моделированию СУ.
Обзор
SISO Design Tool представляет собой графический интерфейс пользователя, который позволяет анализировать и настраивать SISO системы управления с обратной связью. С помощью SISO Design Tool можно графически настраивать коэффициенты усиления и динамические свойства (dynamics) компенсатора (C) и предфильтра (F), используя комбинацию метода расположения корней и метода формирования контура.
Например, можно использовать график расположения корней, чтобы стабилизировать контур обратной связи и усилить минимальное затухание, а диаграммы Боде использовать для коррекции полосы пропускания, определения запасов устойчивости по амплитуде и фазе или добавления режекторного фильтра для подавления помех. Также можно вызвать графики Никольса для разомкнутого контура или диаграммы Боде предфильтра (F), выбрав соответствующие пункты меню View. Все графики динамически связаны между собой. Например, если изменить коэффициент усиления на графике расположения корней, то диаграмма Боде также сразу измениться.
Панель
текущего компенсатора
Расположение
корней
Структура
обратной связи
Диаграмма
Боде разомкнутого контура
Панель
статуса
Рисунок 1 Основное окно SISO Tool
SISO Design Tool разработан для работы с LTI Viewer, позволяя вносить изменения в схему и тут же отслеживать их результат в LTI Viewer. Например, если изменить параметры компенсатора, то LTI Viewer, связанный с SISO Design Tool, автоматически обновит выбранные вами графики. По умолчанию SISO Design Tool выводит на экран график расположения корней и диаграмму Боде разомкнутого контура системы.
Импортированные системы могут включать любые элементы схемы структуры с обратной связью, расположенной в правом углу панели текущего компенсатора. Нельзя изменить импортированные модели объекта управления (G) и датчика (H), но можно использовать SISO Design Tool для разработки нового (или изменения существующего) предфильтра (F) или компенсатора (С) для импортированных объекта управления и датчика.
1 Структура с обратной связью
В SISO Design Tool по умолчанию компенсатор находится в прямой цепи, т.е структура с обратной связью выглядит следующим образом:
Рисунок 2 Структура обратной связи по умолчанию
На этом рисунке приняты следующие обозначения:
G – объект управления;
H – датчик;
F – предфильтр;
С – компенсатор.
По умолчанию все значения для блоков F, H и С равны 1. В качестве объекта управления (G) задана модель двигателя переменного тока sys_dc.