- •В.Г. Новиков моделирование систем
- •Коломна 2007
- •Тема 1. Исследование линейных стационарных систем с помощью пакета прикладных программ MatLab “Control Sistem Toolbox” (“Система управления”)6
- •Тема 2. Цифровая обработка сигналов при Исследовании систем с помощью пакета MatLab “Signal Processing Toolbox”17
- •Тема 3. Моделирование динамических процессов с помощью пакета MatLab “Simulink”29
- •Тема 4. Моделирование процессов в линейных нестационарных динамических системах с использованием подсистемы MatLab “Simulink”40
- •Тема 5. Имитационное моделирование процессов в динамических системах с использованием подсистемы MatLab “Simulink”53
- •Введение
- •Тема 1. Исследование линейных стационарных систем с помощью пакета прикладных программ MatLab “Control Sistem Toolbox” (“Система управления”)
- •1.1. Введение
- •1.2. Ввод и преобразование моделей
- •1.2.1. Основные положения
- •1.2.2. Пример создания модели
- •1.3. Анализ системы
- •1.3.1. Общие положения
- •1.3.1.1. Примеры анализа во временной области
- •1.3.1.2. Примеры анализа в частотной области
- •1.3.1.3. Процедуры, вычисляющие отдельные характеристики и графически показывающие расположение полюсов и нулей системы
- •1.3.2. Примеры анализа во временной области
- •1.3.3. Примеры анализа в частотной области
- •1.3.4. Примеры применения процедур для вычисления полюсов и нулей системы
- •1.4. Задание на самостоятельную работу
- •1.4.1. Структурная схема модели
- •1.4.2. Требования к исследованию модели
- •1.4.3. Исходные параметры модели
- •1.4.4. Отчетность по лабораторной работе
- •Тема 2. Цифровая обработка сигналов при Исследовании систем с помощью пакета MatLab “Signal Processing Toolbox”
- •2.1. Введение
- •2.2. Общие средства фильтрации. Формирование случайных процессов
- •2.2.1. Общие основы линейной фильтрации
- •2.2.2. Формирование случайных процессов
- •2.3. Спектральный и статистический анализ
- •2.3.1. Основные понятия
- •2.3.2. Примеры спектрального анализа
- •2.4. Задание на самостоятельную работу
- •2.4.1 Цифровая обработка сигналов
- •2.4.2. Формирование случайного процесса из белого шума
- •2.4.3. Формирование процесса как сумма гармоник
- •2.4.4. Исходные данные
- •2.4.5. Отчетность по лабораторной работе
- •Тема 3. Моделирование динамических процессов с помощью пакета MatLab “Simulink”
- •3.1. Краткие сведения о подсистеме MatLab simulink
- •3.1.1. Запуск подсистемы simulink
- •3.1.2. Создание модели
- •3.1.3. Некоторые основные приемы подготовки и редактирования модели
- •3.5.1. Установка параметров моделирования
- •3.5.2. Выполнение моделирования
- •3.2.2.2. Результат составления модели
- •3.2.3. Результаты моделирования
- •3.3. Задание на самостоятельную работу
- •3.3.2.3. Отчетность
- •Тема 4. Моделирование процессов в линейных нестационарных динамических системах с использованием подсистемы MatLab “Simulink”
- •4.1. Краткие сведения из теории линейных нестационарных и нелинейных систем автоматического управления
- •4.1.1. Особенности процессов в линейных нестационарных системах
- •4.1.2. Особенности процессов в нелинейных сау
- •4.1.3. Метод фазового пространства
- •4.2. Моделирования процессов в линейных нестационарных и нелинейных динамических системах с использованием подсистемы MatLab simulink
- •4.2.1. Приведение линейного дифференциального уравнения к канонической форме
- •4.2.2. Пример исследования нестационарных и нелинейных процессов
- •4.2.2.1. Постановка задачи
- •4.2.3. Методика формирования модели в системе MatLab
- •4.2.2.3. Пример результатов исследования
- •4.3. Задание на самостоятельную работу
- •4.3.1. Исходная система
- •4.3.2. Требования к работе
- •4.3.3. Отчетность
- •Тема 5. Имитационное моделирование процессов в динамических системах с использованием подсистемы MatLab “Simulink”
- •5. 1. Введение
- •5. 2. Пример имитационного моделирования процессов с использованием подсистемы MatLab simulink
- •5.2.1. Постановка задачи
- •5.2.2. Формирование схемы моделирования
- •5.2.3. Подготовка к имитационному моделированию
- •5.2.3.1. Настройка блока Random Number - источника случайного сигнала с нормальным распределением.
- •5.2.3.2. Настройка блока Uniform Rundom Number - источника случайного сигнала с равномерным распределением
- •5.2.3.3. Настройка блока To Workspace - блока записи в рабочую область Matlab
- •5.2.3.4. Установка параметров моделирования и сохранение модели
- •5.2.3.5. Представление результатов имитационного моделирования
- •5.2.4. Результаты моделирования
- •5.3. Задание на самостоятельную работу
- •5.3.1. Исходная схема
- •5.3.2. Требования к работе
- •5.3.3. Отчетность
- •Использованные источники
5.3.3. Отчетность
1). Результаты исследований сохранять в личной папке в соответствующих файлах с расширениями .m (Script-file) и .mdl (Model).
2). По работе оформить отчет в виде Пояснительной записки в текстовом процессоре MS Word:
- на электронном носителе;
на бумажном носителе.
Таблица 2. Исходные данные для моделирования по вариантам
№ варианта |
Входной сигнал Aвх |
Фильтр Wкф(s) |
Kус(t)
|
N,в соответствии с выражением |
Объект управления WОУ(s) |
Шумы | ||||||||||||||||
A0 |
|
T1, с, |
T2, с |
T3, с |
KОУ(t) |
TОУ, с, |
ξОУ |
S1 |
S2 | |||||||||||||
закон |
закон |
закон |
закон | |||||||||||||||||||
нормальный |
параметры |
равномерный |
параметры |
нормальный |
параметры |
равномерный |
параметры | |||||||||||||||
M |
D |
min |
max |
M |
D |
min |
max | |||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
1 |
0.30 |
0.05 |
в соответствии с выражением (2) и таблицей 1 |
0.04 |
0.005 |
в соответствии с выражением (3) и таблицей 1 |
(34) |
В соответствии с таблицей 1 |
в соответствии с выражением (5) и таблицей 1
|
0.4 |
да |
0 |
0.2 |
- |
- |
да |
-0.2 |
0.2 | ||||
2 |
0.45 |
0.05 |
0.05 |
0.005 |
(35) |
0.3 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 |
да |
0 |
0.2 |
- | ||||||||
3 |
0.55 |
0.04 |
0.06 |
0.005 |
(34) |
0.2 |
да |
0.2 |
0.2 |
- |
- |
да |
-0.3 |
0.3 | ||||||||
4 |
0.30 |
0.04 |
0.07 |
0.005 |
(35) |
0.6 |
да |
0.2 |
0.3 |
- |
да |
0.1 |
0.2 |
- | ||||||||
5 |
0.45 |
0.03 |
0.08 |
0.005 |
(34) |
0.6 |
- |
да |
-0.4 |
0.4 |
да |
0.2 |
0.3 |
- | ||||||||
6 |
0.55 |
0.02 |
0.09 |
0.005 |
(35) |
0.5 |
да |
0.1 |
0.6 |
- |
- |
да |
-0.4 |
0.4 | ||||||||
7 |
0.65 |
0.01 |
0.10 |
0.005 |
(34) |
0.4 |
- |
да |
-0.5 |
0.5 |
да |
0.1 |
0.2 |
- | ||||||||
8 |
0.75 |
0.01 |
0.04 |
0.005 |
(35) |
0.3 |
да |
0.2 |
0.2 |
- |
- |
да |
-0.3 |
0.3 | ||||||||
9 |
0.85 |
0.01 |
0.05 |
0.004 |
(34) |
0.2 |
- |
да |
-0.6 |
0.6 |
да |
0 |
0.2 |
- | ||||||||
10 |
0.90 |
0.01 |
0.06 |
0.003 |
(35) |
0.1 |
да |
0.3 |
0.3 |
- |
да |
0 |
0.2 |
- | ||||||||
11 |
1.00 |
0.01 |
0.07 |
0.004 |
(34) |
0.4 |
- |
да |
-0.4 |
0.4 |
- |
да |
-0.5 |
0.5 | ||||||||
12 |
1.20 |
0.01 |
0.08 |
0.007 |
(35) |
0.3 |
да |
0.1 |
0.5 |
|
да |
0 |
0.2 |
- | ||||||||
13 |
0.30 |
0.05 |
0.09 |
0.009 |
(34) |
0.2 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 | ||||||||
14 |
0.45 |
0.04 |
0.10 |
0.010 |
(35) |
0.6 |
да |
0.2 |
0.3 |
- |
да |
-0.1 |
0.2 |
- | ||||||||
15 |
0.55 |
0.03 |
0.04 |
0.004 |
(34) |
0.6 |
- |
да |
-0.2 |
0.2 |
|
да |
-0.4 |
0.4 | ||||||||
16 |
0.30 |
0.05 |
0.05 |
0.003 |
(35) |
0.5 |
да |
0.3 |
0.3 |
- |
да |
-0.2 |
0.2 |
- | ||||||||
17 |
0.45 |
0.04 |
0.06 |
0.004 |
(34) |
0.4 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 | ||||||||
18 |
0.55 |
0.03 |
0.07 |
0.007 |
(35) |
0.3 |
да |
0.1 |
0.4 |
- |
да |
-0.1 |
0.3 |
- | ||||||||
19 |
0.65 |
0.02 |
0.08 |
0.009 |
(34) |
0.2 |
- |
да |
-0.4 |
0.4 |
- |
да |
-0.2 |
0.2 | ||||||||
20 |
0.75 |
0.02 |
0.09 |
0.010 |
(35) |
0.1 |
да |
0.2 |
0.3 |
- |
да |
0.2 |
0.2 |
- | ||||||||
21 |
0.85 |
0.01 |
0.10 |
0.004 |
(34) |
0.3 |
- |
да |
-0.2 |
0.2 |
- |
да |
-0.1 |
0.1 | ||||||||
22 |
0.90 |
0.01 |
0.04 |
0.003 |
(35) |
0.2 |
да |
0.3 |
0.3 |
- |
да |
0.1 |
0.4 |
- | ||||||||
23 |
1.00 |
0.01 |
0.05 |
0.004 |
(34) |
0.1 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 |
- |
да |
-0.3 |
0.3 | ||||||||
24 |
1.20 |
0.01 |
0.06 |
0.007 |
(35) |
0.2 |
да |
0.2 |
0.3 |
- |
да |
0.1 |
0.2 |
- |