Министерство Образования и Науки Украины Донецкий Национальный Технический Университет

Кафедра автоматики и телекоммуникаций

Методические указания

к выполнению лабораторных работ по курсу

«Автоматизация проектирования систем и устройств управления»

для студентов специальности 091401 «Системы управления и автоматика»

Утверждено на заседании

кафедры « Автоматика

и телекоммуникации»,

протокол №.10 от 25.10.06.

Донецк 2006 г.

УДК

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматическое проектирование систем и устройств управления» для студентов специальности 091401 «Системы управления и автоматика»/проф. Хорхордин А.В., доц. Жукова Н.В., доц. Червинский В.В. – Донецк, ДонНТУ, 2006. - 35 с.

Представлены указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Автоматическое проектирование систем и устройств управления» для студентов дневной формы обучение специальности 091401 «Системы управления и автоматика».

Составители: проф. Хорхордин А.В.

доц. Жукова Н.В.

доц. Червинский В.В.

Рецензент

Компьютерный набор: студент группы АТ-01а – Тимонин Ю.

Ответственный за выпуск: доц. Бессараб В.И.

Содержание

1. Лабораторная работа №1

Получение описания объекта управления в канонической форме управляемости и наблюдаемости (КФУ, КФН) . . . . . 4

2. Лабораторная работа №2 Моделирование движения механических объектов. . . . . 7

3. Лабораторная работа №3 Использование Matlab для проектирования регуляторов . . . 9

4. Лабораторная работа №4 Проектирование наблюдателей . . . . . . . 15

5. Лабораторная работа №5 Проектирование линейных систем при случайных воздействиях . . 18

6. Лабораторная работа №6

Моделирование дискретных систем с ПИ- и ПИД – регуляторами . 21

7. Лабораторная работа №7

Использование Matlab для проектирования fuzzy-регуляторов . . 24

8. Лабораторная работа №8

Построение регуляторов на основе нейросетей. Использование инверсной модели объекта в качестве нейрорегулятора . . . . . 29

Лабораторная работа №1

Тема:

Получение описания объекта управления в канонической форме управляемости и наблюдаемости (КФУ, КФН).

Цель:

Приобретение практических навыков в получении описания объекта управления в КФН и КФУ. Проверка результатов путем моделирования в пакете Matlab/Simulink.

Задание на проведение лабораторной работы.

1. Согласно варианту получить описание объекта управления (ОУ) во временной области (в пространстве состояний) в КФУ и КФН: если ОУ задан посредством передаточной функции, то модель ОУ необходимо получить в КФУ, если ОУ задан посредством матричной передаточной функции, то в КФН.

При получении КФУ сначала построить структуру моделирования ОУ, а затем по этой структуре написать векторно-матричные уравнения динамики ОУ.

При получении КФН необходимо перейти к дифференциальному уравнению n-го порядка, преобразовать его в систему из n дифференциальных уравнений 1-го порядка (форма Коши) и по данной системе написать векторно-матричные уравнения динамики ОУ. Построить структуру моделирования ОУ в КФН.

2. Проверить свои результаты с помощью пакета прикладных программ Matlab- Simulink:

   1. Получить КФУ по заданной передаточной функции. Построить переходные функции переменных состояния и выходной координаты.

   2. Провести моделирование структуры ОУ в КФУ, полученной в п.1 с помощью Simulink. Сравнить результаты, полученные пунктах 2.1 и 2.2.

   3. Построить переходные функции переменных состояния ОУ по КФН, а затем сравнить их с переходными функциями, полученными при моделировании структуры ОУ в КФН с помощью Simulink. Сравнить результаты.

   4. Сравнить КФУ и КФН формы, сделать выводы.

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. ;

7. ;

8. ;

9. ;

10. ;

11. ;

12. ;

13. 

14. 

15. ;

16. ;

17. ;

18. ;

19. ;

20. ;