Построение основных частотных и временных характеристик линейной системы управления
Для анализа линейных стационарных систем управления используется инструмент SimulinkLTI–Viewer. С помощью данного инструмента можно легко построить частотные характеристики исследуемой системы, получить ее отклики на единичное ступенчатое и импульсное воздействия, найти нули и полюса системы.
Для запуска данного инструмента необходимо:
Задать вход системы: на линии связи входного блока системы нажать правой кнопкой мыши и из раскрывшегося меню выбратьLinearization Points→Input Point.
Задать выход системы: на линии связи выходного блока системы нажать правой кнопкой мыши и из раскрывшегося меню выбрать Linearization Points→Output Point.
Выполнить команду Tools→Control Design→Linear Analysis…в меню окнаSimulinkмодели.
В результате выполнения команды откроется окно Control and Estimation Tools Manager, в котором можно редактировать входные/выходные точки системы, задавать вид отображаемых графиков.
Необходимо выбрать из списка входные/выходные точки системы; указать, какая система рассматривается, – замкнутая или разомкнутая (поле Open Loop, установленный флажок – разомкнутая система); выбрать в раскрывающемся списке поляPlot linear analysis result in aтип характеристики для построения графика линейной модели:
step response plot– переходная характеристика
Bode response plot– диаграмма Боде (ЛАФЧХ)
impulse response plot– импульсная характеристика
Запустить линеаризацию нажатием кнопки Linearize Model в окне Control and Estimation Tools Manager.
Пример 5.Построение частотных и временных характеристик системы управления вSimulink.
Для модели, полученной в примере 4 построим с помощью инструмента Simulink LTI–Viewerпереходной процесс, логарифмические амплитудно–и фазо–частотные характеристики.
Модель с заданными входными и выходными точками системы приведена на Рис. 2 .23.
Рис. 2.23.Структурная схема системы управления в окне Simulink с отмеченными входом и выходом системы
Выполняя линеаризацию системы строим графики переходной и логарифмической амплитудно– и фазо–частотных характеристик (Рис. 2 .24 и Рис. 2 .25).
Рис. 2.24.График переходной характеристики системы управления в окнеLTIViewer: 1 – замкнутая система, 2 – разомкнутая система.
Рис. 2.25.График ЛАФЧХ системы управления в окнеLTIViewer: 1 – замкнутая система, 2 – разомкнутая система.
Создание исполняемого файла
Для более удобного использования программы,разработанной в средеMatLab,необходимо,используявстроенныйкомпилятор,создать исполняемый файл. Это позволитиспользовать программу без установки системы MatLab.
Назначение компилятораMatLab
Компилятор MatLab используется для преобразования программ MatLab в приложения и библиотеки, которые могут работать независимо от системы MatLab. Можно компилировать M–файлы, MEX–файлы и другие коды MatLab.
Компилятор MatLab поддерживает все особенности MatLab, включая объекты, частные функции и методы, а так жеиспользуется для создания:
автономных C и C++ приложений на платформах Windows, UNIX и Macintosh;
C и C++ библиотек совместного использования (динамически подключаемыхбиблиотек, или dll, на Windows).
Компилятор устанавливается вместе с системой MatLab. Для этого следует выбрать установку компонентаMatLabCompiler. Дляего работы требуется, чтобы на системе был установлен внешний ANSI C или C++ компилятор, поддерживаемый MatLab.
Для MatLab R2012a можно использовать один из следующих 32-разрядных C/C++ компиляторов:
Lcc C версии 2.4.1 (включен в MatLab), это – только C компилятор, но не C++;
Borland C++ версии 5.5 и 5.6 (эти компиляторы использует Borland C++Builder версии 5.0, и 6.0.);
Microsoft Visual C/C++ (MSVC) версии 6.0, 7.1 и 8.0.