Описание процедур работы в пк «мвту» Основные этапы работы в среде пк «мвту»

Формирование, редактирование структурной схемы проекта (задачи), ввод параметров блоков, начальных условий, выбор метода и параметров интегрирования проводятся с использованием как специальных графических процедур, так и посредством команд или командных кнопок.

Структурную схему исследуемой задачи рекомендуется предварительно изобразить на черновике примерно в том же виде, в каком Вы желаете видеть ее на экране монитора.

Формирование структурной схемы и ее параметров, выбор метода, параметров интегрирования и т.п. целесообразно проводить в следующей последовательности:

• используя «Линейку» типовых блоков заполните Схемное Окно необходимыми блоками примерно так же, как они должны быть расположены в структурной схеме;

• используя процедуры «перетаскивания» блоков, изменения ориентации блоков и их размеров придайте структурной схеме «осмысленный» вид;

• используя манипулятор типа «мышь», соедините блоки линиями связи;

• двигаясь слева-направо и сверху-вниз (по блокам в Схемном Окне) задайте параметры блоков на структурной схеме (коэффициенты усиления, постоянные времени, начальные условия и т.д.);

• используя кнопку Параметры расчета, задайте конечное время интегрирования, выберите необходимый метод интегрирования и другие параметры расчета;

• сохраните набранную схему (проект) под оригинальным именем на жесткий диск (например, task_1. mrj или, например, proba. mrj);

• запустите задачу на счет, смотрите текущие результаты в графических окнах и анализируйте.

Основные методы и процедуры работы в режиме анализ

Анализ амплитудно-фазовых частотных характеристик:

• исследование устойчивости с использованием критерия Найквиста по годографу АФЧХ и по совместному рассмотрению ЛАХ – ФЧХ;

• исследование устойчивости с использованием критерия Михайлова.

Рис. 4 Параметры частотного анализа

В диалоговом окне Параметры частотного анализа параметрами Начальная частота и Конечная частота задаются границы частотного диапазона (в рад/с), а параметром Число точек вывода – количество расчетных точек, равномерно распределенных (в логарифмическом масштабе) внутри частотного диапазона.

Рис. 5 График данных расчета Рис. 6 Таблица данных расчета

Рис. 7 , 8 Графики Годографа

Определение полюсов, нулей и коэффициентов передаточных функций

Рис. 9,10 Расчеты передаточных функций

Рис. 11 Результаты расчета передаточных функций

Анализ нелинейных САР с использованием критерия В.М. Попова

Рис. 12 Окно для заполнения данных Рис. 13 График данных расчета

Рис. 14, 15 Диалоговое окно «Настройка»

Рис. 16 Отображение графика годографа Найквиста

Основные методы и процедуры работы в режиме оптимизация

Перечень основных этапов, которые необходимо выполнить в среде ПК «МВТУ» для реализации режима работы ОПТИМИЗАЦИЯ:

• задать варьируемый(е) параметр(ы) как глобальный(е) параметр(ы), используя соответствующие интерфейсные процедуры;

• сформировать локальные критерии качества (оптимизации), которые необходимы для решения основной задачи оптимизации;

• ввести в диалоговые окна режима ОПТИМИЗАЦИЯ требуемые данные, включая:

• имена варьируемых параметров, пределы их изменения и погрешность расчета;

• имена локальных критериев и допустимые пределы их значений;

• расчетный метод оптимизации и его параметры;

• запустить задачу на счет и ждать….

Восстановите исходное состояние замкнутой САР (см. рис. 17).

Этап 1 - задание варьируемого параметра как глобального.

Рис. 17 Окно Редактор Глобальных параметров Проекта

Окно Редактор Глобальных параметров Проекта (Субмодели) - фактически окно текстового редактора, в котором Вы можете задать значения или выражения ряда параметров, называемых Глобальными параметрами, которые в процессе моделирования остаются постоянными. Функционирование этого окна обеспечивается встроенным в ПК «МВТУ» Интерпретатором математических функций, который «распознает» более 30-ти операторов, включая чисто математические (+, -, *, /, sin, tg, ln и т.п.), логические (if, for и др.) и функциональные операторы (time, step, interpol и др.).

Этап 2 - формирование локальных критериев оптимизации.

Рис. 18 Субмодель

Субмодель “Измеритель” времени ПП реализует измерение времени переходного процесса и автоматическое присвоение этого значения переменной tpp.

Схема работает следующим образом. На средний (логический) входной порт Ключа-4А (Величина “трубки”) подается модуль сигнала рассогласования. Если этот сигнал больше уставки (5 % от 0.8), то на выход Ключа-4А передается сигнал с 3-го (нижнего) входного порта, т.е. текущее модельное время. Если управляющий сигнал (на среднем входном порту) меньше уставки, то на выход Ключа-4А передается сигнал с 1-го (верхнего) входного порта, т.е. тот же сигнал, но задержанный на один шаг интегрирования. Задержку на 1 шаг интегрирования осуществляет типовой блок с подписью Время переходного процесса (типовой блок Задержка на шаг интегрирования из библиотеки Дискретные звенья).

Этап 3 - заполнение диалоговых окон в режиме ОПТИМИЗАЦИЯ.

Рис.19 Параметры оптимизации

Рис.20 Глобальные константы проекта

Рис.21 Глобальные переменные проекта

Рис.22 Корректирование значений

Рис.23 Параметрическая оптимизация

Выбранный Метод оптимизации (Поиск-2), хотя и является одним из простейших алгоритмов прямого поиска минимума функционала (целевой функции), но обладает высоким быстродействием и эффективностью, особенно, в учебных задачах.

Заданное Максимальное число моделирований (200) сверх достаточно для поиска оптимума в задачах такого типа.

Выбранный Вид общего критерия (Квадратичный) определяет, что локальные критерии (tpp и ymax) будут свернуты в Глобальный критерий с использованием квадратичной формы, причем значения весовых коэффициентов будут рассчитаны автоматически по ограничениям и точности для параметра К и локальных критериев.

Диалоговые строки Число серий случайных испытаний и Количество испытаний в одной серии заполняются только при использовании Стохастического метода.

Переместите курсор на кнопку Да и выполните щелчок левой клавишей «мыши»: диалоговое окно, соответствующее опции Параметры в меню Оптимизация закроется и на экране монитора снова появится Главное Схемное Окно.

Этап 4 - проведение оптимизационного расчета.

Рис.24 Результат оптимизации Рис.25 Результат оптимизации в виде графика