Задание 1

Построить систему управления приводом платформы 1 и приводами карданного подвеса СС для сопровождения объекта. Передаточные функции приводов определить путем идентификации объектов по данным, приведенным ниже для каждого варианта задания при помощи System Identification Toolbox. Моделирование системы осуществить в Simulink. Провести исследование точности сопровождения объекта системой сопровождения.

Порядок выполнения работы

1. Согласно варианту задания собрать схему (рисунок Рисунок 7) для моделирования переходной характеристики приводов опорно-поворотной платформы. В данной схеме шум моделирует ошибки измерения. Время моделирования равно 2 ( – время переходного процесса).

   Рисунок 7 – Схема размещения системы сопровождения

2. Получить данные (переходную характеристику) для идентификации приводов карданного подвеса и привода платформы 1 (на рисунке приводы описываются передаточной функцией Transfer Fcn1). Величина скачка задающего воздействия равна 1 (step time = 0). Передаточные функции для идентификации приводов платформы 1 и СС приводятся в вариантах задания. Приводы по азимуту и углу места кардана считать одинаковыми.

3. Произвести параметрическую идентификацию каждого привода передаточными функциями первого порядка , второго порядка , звеном первого и второго порядка с запаздыванием (если запаздывание указано в задании для передаточной функции привода). Выбрать передаточную функцию так, чтобы нули и полюса были положительными, а критерий идентификации принимал максимальное значение.

4. Создать модель системы сопровождения объектов по углу азимута и по углу места в пакете Simulink.

5. Разработать аналоговые корректирующие звенья для привода платформы 1 и приводов кардана СС. Для любого привода (описывается передаточной функцией ) корректирующее звено необходимо разработать таким образом, чтобы или , где – коэффициент усиления привода; – наименьшая постоянная времени привода (в случае использования передаточной функции объекта с двумя полюсами). В случае, если используется передаточная функция объекта с одним полюсом, то , выбрать из диапазона так чтобы .

6. Разработать цифровой ПИ-регулятор управления и цифровое корректирующее устройство, разработанное в пункте 5, на основе S-функции. Частота дискретизации цифровых блоков системы равна частоте дискретизации системы управления и указана в вариантах задания. Для реализации регулятора и компенсирующего устройства цифровым методом рекомендуется перейти к z-передаточной функции цифрового устройства путем замены в передаточных функциях регулятора и компенсатора переменной p на , где – период дискретизации сигналов в следящем контуре.

7. Настроить замкнутый контур на «технический оптимум», «симметричный оптимум», а также по критерию минимума амплитуды ошибки сопровождения в установившемся режиме. Для настройки на «технический оптимум» параметры цифрового ПИ-регулятора задать следующим образом: , . Для настройки на «симметричный оптимум» задать следующие параметры , . При наличии чистого запаздывания в модели объекта следует заменить на . Для настройки контура по критерию минимума амплитуды ошибки сопровождения в установившемся режиме параметры регулятора установить подбором. Привести ЛАЧХ разомкнутой системы, настроенной по трем критериям.

8. Произвести исследования работы системы сопровождения объектов по каналу углов азимута и места (параметры траектории движения объекта приводятся в вариантах задания) в переходном и установившемся режиме для регуляторов с различными настройками. Сделать выводы. Привести ЛАЧХ разомкнутой системы с ПИ-регулятором, настроенным по критерию минимума амплитуды ошибки сопровождения при наличии и отсутствии корректирующего устройства.

9. Учесть колебательность платформы 1 относительно носителя путем добавления резонансного звена , где , , - частота резонансного пика в Гц ( – СВ с заданным законом распределения (СВ – число, а не функция !!!)). Произвести исследования работы системы в установившемся режиме, сравнить с результатами пункта 8, сделать выводы.

10. Разработать в пакете Simulink дискретный фильтр-пробка для улучшения качества сопровождения (функция butter). Фильтр-пробка не должен пропускать сигналы с частотой , где – математическое ожидание СВ (пункт 9). Величину гребня b и диапазон частот фильтра выбрать на основе исследований (рекомендуется ). Построить ЛАЧХ фильтра. Произвести исследования работы системы в установившемся режиме, сравнить с результатами пункта 9, сделать выводы.