6.3. Выполнение работы

6.3.1. Описание модели

S-модель исследуемой адаптивной системы представлена на рис. 6.3.

Рис. 6.3. S-модель адаптивной системы регулирования нестационарным объектом первого порядка

Положение полюса нестационарного объекта задается соотношением:

, (6.6)

где A – амплитуда изменения, а f(t) – случайная функция, значения которой равномерно распределены в интервале [-1, 1]. Нестационарный объект описывается S-моделью, представленной на рис. 6.4а. Структура блока адаптера отличается от схемы, представленной на рис. 6.2, включением в него звена идеального транспортного запаздывания. S-модель его представлена на рис. 6.4б.

а	б
Рис. 6.4. Внутренняя структура блоков-подсистем S-модели. а – нестационарный объект (Nonstationar plant), б – адаптер (Adaptive Controller)

Блок Numerical comparator (численного сравнения) предназначен для вычисления параметра адаптивности L, который выражает качество настройки исполнительного механизма и рассчитывается по следующему соотношению:

. (6.10)

Он характеризует то, насколько в среднем (за время процесса) выходная характеристика нестационарного объекта , снабженного адаптивным регулятором ближе к выходной характеристике эталонной модели , сравнительно с выходной характеристикой нестационарного объекта , снабженного обычным регулятором. Очевидно, что L должен быть больше единицы и, чем эта величина выше, тем лучше функционирует контур адаптации системы. Настройка адаптивного регулятора, осуществляется выбором коэффициента передачи исполнительного механизма λ и должна соответствовать максимуму параметра L. Для оперативного расчета этой величины используется блок Numerical comparator выходной сигнал которого который индицируется в окне блока Display. Остальные блоки модели не требуют специальных пояснений.

6.3.2. Предварительная настройка схемы

Перед началом работы следует установить в открываемых окнах свойств блоков схемы те значения параметров, которые заданы в таблице 6.1 индивидуальных заданий. К ним относятся параметры изменения задающего сигнала g(t) – характер изменения его во времени (waveform), амплитуда изменения (g_max) и частота (ω, рад/c), величина запаздывания τ в канале управления, характеристики эталонной модели (a₀, k₀) и амплитуда случайного изменения положения полюса нестационарного объекта – A.

6.3.3. Выполнение моделирования и анализ

В процессе работы необходимо изменять коэффициент передачи исполнительного устройства адаптивного регулятора λ (окно свойств блока Adapter) с целью нахождения значения, отвечающего максимуму степени адаптивности L. При этом всякий раз следует при заданном значении λ отмечать значение величины L для построения в дальнейшем графика функции L(λ). То же следует повторить, увеличив вдвое время запаздывания τ в канале управления. Для найденных оптимальных настроек следует построить графики процессов изменения желаемой величины (выхода эталонной модели) , выхода нестационарного объекта , снабженного адаптивным регулятором, и такого же объекта, снабженного обычным регулятором .