ЭНГЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

филиал

САРАТОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНЕВЕРСИТЕТА

им. ГАГАРИНА Ю.А.

Курсовая работа по дисциплине

«Теория управления в информационных системах»

Выполнил: студент группы ИВЧТ-41

Башмачников А.В.

Проверил: Терин Д.В.

Энгельс 2014г.

Содержание

• Введение

• Часть 1: Исследование систем управления уравнения в пакете VisSim

• Знакомство с программой VisSim

• Исследование линейных типовых звеньев

• Частотный анализ типовых звеньев

• Исследование устойчивости линейной системы

• Часть 2: Исследование устойчивости и качества переходных процессов системы управления при гибкой отрицательной обратной связи в Matlab

• Общие функции для создания передаточных функций звеньев и систем

• Исследование переходных процессов в системах управления

• Частотные характеристики системы

• Задание для самостоятельной работы:

• Звено 2

• Звено 5

• Звено 8

• Звено 10

• Заключение

1. Введение: Данная курсовая работа расскажет о основах теории управления.

Теория управления — наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектами.

Суть теории управления состоит в построении математической модели на основе системного анализа объекта управления (ОУ) и синтезе алгоритма управления (АУ) для получения желаемых характеристик протекания процесса или целей управления.

VisSim – это визуальный язык программирования, предназначенный для моделирования динамический систем , а также проектирования, базирующегося на моделях, для встроенных микропроцессоров.

Язык и программная среда VisSim широко используется в разработке систем управления и цифровой обработки сигналов  для моделирования и дизайна. Она включает в себя блоки для арифметики, булевых и трансцендентных функций , а также цифровые фильтры , передаточные функции , численного интегрирования и интерактивного вывода.

MatLab- пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете.

Часть 1 исследования систем управления в пакете vissim

ЗНАКОМСТВО С ПРОГРАММОЙ VISSIM

Цели и задачи

Цель работы: знакомство с графическим интерфейсом программы Vissim, а также приобретение навыков создания и моделирования простейших структур, текстового и графического оформления диаграмм.

Задачи работы:

• изучение графического интерфейса VisSim;

• создание комментариев и этикеток;

• составление простейших диаграмм;

• сохранение выполненной работы, печать.

Основные теоретические сведения

Программа Vissim, разработанная компанией VisualSolutions – мощное, удобное для пользователя, компактное и эффективное средство моделирования систем и их элементов. Программа позволяет, используя развитый графический интерфейс, легко, строить, а затем и исследовать модели систем широкого диапазона сложности.

Версии VisSim:

• 2.0к - ее достоинство - компактность;

• 3.0 - для некоторых Вузов поставляется фирмой VisualSolution бесплатно;

• 4.5 - возможности расширены, но бесплатно доступен только ознакомительный вариант.

• 5.0

• 6.0

Контрольные вопросы

1. Какие меню содержатся в главном меню VisSim?

В главном меню содержатся следующие меню:

• File

• Edit

• View

• Simulate

• Analyze

• Blocks

• Tools

• Window

• Help

2. Как создать этикетку?

Blocks/Annotation/label

3. Как создать комментарий?

Blocks/Annotation /comment

4. Как выставить в рабочее пространство VisSim'a генератор синусоиды? Как и какие параметры синусоиды можно изменить?

Blocks/SignalProducer/sinusoid

Изменяются следующие параметры:

Запаздывание

Частота

Амплитуда

Метка

5. Как соединять и разъединять блоки?

Потянуть за контакт одного блока и соединить с контактом другого

6. Что такое meter в VisSim'e?

Прибор. Имеет вид стрелочного счетчика.

7. Как изменить время симуляции, т.е. время, в течение которого производится моделирование процессов?

Simulate/SimulationProperties/end

8. Как изменить количество точек на графике?

Simulate/ SimulationProperties/timestep

9. Как сохранить значения точек кривой полученной на осциллографе в файле в виде таблицы? Как и где следует сохранять диаграммы VisSim'a?

File/Save

10. Какие версии VisSim'a Вы знаете?

Версии VisSim:

• 2.0к - ее достоинство - компактность;

• 3.0 - для некоторых Вузов поставляется фирмой VisualSolution бесплатно;

• 4.5 - возможности расширены, но бесплатно доступен только ознакомительный вариант.

Вывод:

Я ознакомился с графическим интерфейсом программы Vissim, а также приобрел навыкы создания и моделирования простейших структур, текстового и графического оформления диаграмм.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ТИПОВЫХ ЗВЕНЬЕВ

Цели и задачи

Цели работы: освоение методов анализа линейных систем с помощью программы Vissim; изучение основных характеристик типовых линейных звеньев.

Задачи работы: построение и анализ переходных характеристик интегратора, апериодического и колебательного звеньев.

Основные теоретические сведения

Типовые звенья- это простые модели элементов сложных линейных систем и даже систем вцелом.

Переходная характеристика звеньев - характеристика или функция позволяет и качественно, и количественно характеризовать быстродействие звеньев и систем. Переходный процесс может быть как монотонным, так и колебательным и его длительность и является количественной характеристикой быстроты реакции звена на прикладываемые к нему воздействия.

Типовые звенья бывают:

• простейшие (пропорциональное звено, интегратор и дифференцирующее звено);

• звенья первого порядка (апериодическое или инерционное, инерционно-дифференцирующее, форсирующее и др.)

• звено второго порядка (колебательное и его частный случай – апериодическое второго порядка);

• звено третьего порядка (способное терять устойчивость, его можно назвать звеном Вышнеградского)

• звено запаздывания.

Основные характеристики линейных звеньев:

• переходная характеристикаh(t) - реакция звена на ступенчатое единичное воздействие 1(t);

• передаточнаяфункцияW(s), связывающая изображения входного X(s) и выходного Y(s) сигналов линейного звена;

• комплексный коэффициент передачиW(j), связывающий спектры входного X(j) и выходного Y(j) сигналов линейного звена и

• импульсная или весовая функцияw(t) реакция звена на дельта-функцию Дирака (t).

Интегратор – звено, выходной сигнал y(t) которого пропорционален интегралу по времени от входного сигнала x(t):

где: Т - т.н. постоянная времени интегратора.

Передаточная функция интегратора имеет вид [1]:

где: k - коэффициент усиления интегратора; s - комплексный аргумент.

Апериодическое звено имеет передаточную функцию вида [1]:

где: k - коэффициент усиления; Т - постоянная времени апериодического звена.

Колебательное звено имеет передаточную функцию вида [1]:

где:  (греческая дельта) - декремент затухания; k - коэффициент усиления; Т - постоянная времени.

Звено запаздывания задерживает сигнал на время  :

Его передаточная функция:

1. Интегратор.

2. Апериодическое звено.

3. Колебательное звено.

4. Звено запаздывания.