корректирующих устройств эквивалентной обратной связью, в соответствии

сзаданной структурой системы.

2.5.Точно настройте устройства коррекции и выполните измерения, подтверждающие верность результатов синтеза, подавая тест сигналы с необходимыми параметрами.

2.6.Используя корневой годограф, определите параметр затухания

ξ для сопряженных комплексных корней передаточной функции синтезированной системы при единичной обратной связи. Определите во сколько раз должен увеличиться контурный коэффициент усиления (добротность по скорости), чтобы система оказалась на границе устойчивости (проверить по переходной функции).

31

Литература

1.Алексеев А.А., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория управления: Учебник. Спб: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999

2.Анализ и синтез систем управления / Д.Х. Имаев и др. Спб, Гданьск, Сургут, Томск: Информ.-изд. центр Сургут. гос. ун-та, 1998

3.Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. Спб: Политехника, 1998

4.Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - M.: Наука, 1975.

5.Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления/ Под редакцией В.А. Бесекерского. - M.: Наука, 1978.

32

Приложение 1

ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ВНЕШНИХ DLL-МОДЕЛЕЙ ДЛЯ МОДЕЛИРУЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ VisSim

Актуальность наличия технологий решения задач моделирования, мониторинга и управления сложными технологическими объектами не вызывает сомнений. Сегодня у научных и инженерно-технических работников в наличии имеется большое количество программных продуктов в основном зарубежного производства. Полноценное их использование в силу не полной документированности или дороговизны отдельных составляющих модулей (библиотек) затруднительно. Поэтому наличие возможности самостоятельного расширения пакетов конечным пользователем всегда представляет особый интерес. MathConnex в пакете Mathcad 2000, и VisSim - возможно наиболее известные моделирующие программы, имеющие интерфейсы для расширений.

Существуют несколько технологий расширений. Первая - внедрение ActiveX объектов других программных продуктов (см. MathConnex). Вторая - динамический обмен данными между программами посредством DDE или OPC серверов / клиентов. Третья - создание библиотечных модулей с новыми для пакетов процедурами и функциями. Пакет VisSim имеет все три механизма. Первые два интуитивно понятны и хорошо описаны в документации. Методика подключения внешних, динамически загружаемых библиотек - dll документирована не полностью, поэтому вызывает затруднения у пользователей, хотя способна существенно расширить возможности пакета. Пользователь сможет, используя известный ему язык программирования С, С++, Pascal (Delphi), Basic, Fortran создавать новые линейные, нелинейные, дискретные, частотно зависимые элементы, расширяя библиотеку стандартных; разрабатывать собственные процедуры и

33

функции измерений, анализа, работы с базами данных; подключать как собственные, так и стандартные платы сбора данных (DAQ-board) или OPC сервера для исследования, мониторинга, управления внешним объектом.

Постановка задачи. Необходимо создать dll-модель (согласно меню VisSim userFunction), которая имеет два выхода и выполняет две операции: интегрирование и синтез синусоидальной функции. Модель должна иметь: вход для интегратора, вход для временного сигнала, и вход для передачи значения шага моделирования. На рис. П2.1 приведены результаты моделирования с использованием пользовательской функции myF, подключенной с помощью блока userFunction из библиотеки Project2.dll, написанной с использованием зыка программирования Pascal (Delphi).

Рис. П2.1

Модель должна иметь следующие начальные условия и параметры:

1)начальное значение, присваиваемое интегратору в начале моделирования,

2)амплитудное значение, 3) частоту и 4) фазу синтезируемого синусоидального сигнала. Т.е. при нажатии правой клавиши мыши на блоке Project2.dll.myF, должно появится диалоговое окно (см. рис. П2.2).

34

var ID1 : double; { вспомогательные переменные "dll"-модели }

{/********** Это базовая процедура в DLL *************************/}

{/********** Вызывается VisSim-ом на каждом шаге моделирования ***/}

procedure myF(var P:Global; var inV:InVector; var outV:OutVector); export; stdcall;

begin

{ Расчеты, выполняемые на каждом шаге моделирования }

ID1:=ID1+inV[0]*inV[2]/2; outV[0]:=ID1; { интегрирование } outV[1]:=P.Am*sin(2*Pi*inV[1]*P.freq+P.faza); { синтез синусоидального сигнала }

end;

{/******** Функция размещения параметров ***********************/}

{/********* Вызывается VisSim-ом при создании блока **************/}

function myFPA( var pCount:integer):Longint; export; stdcall; begin

{ pCount := 2; { число передаваемых параметров в диалоговое окно } myFPA := sizeof(Global); { размер памяти необходимый под параметры } end;

{/********* Процедура инициализации параметров *******************/}

{/********* Вызывается VisSim-ом после PA функции *****************/}

procedure myFPI( var P:Global ); export; stdcall; begin

{ Инициализация параметров (координат) модели. значения постоянных времени, напряжений, токов ...}

P.Uo:=0;

P.Am:=10;

36

P.freq:=2;

P.faza:=0;

end;

{/********* Функция изменения параметров *************************/}

{/******* Вызывается VisSim-ом при нажатии правой клавиши мыши ***/}

function myFPC( var P:Global ):Pchar; export; stdcall; begin

{ Изменение параметров модели:

соответствующий очередности список названий параметров }

myFPC :='Начальное условие;Am;freq;faza';{ названия могут быть любые } end;

{/************ Процедура Simulation Start ***************************/}

{/********* Вызывается VisSim-ом на первом шаге моделирования ******/}

procedure myFSS( var P:Global; var runCount:longint); export; stdcall; begin

{ присвоение начальных условий интеграторам: напряжений на конденсаторах, токов в индуктивностях ...}

ID1:=P.Uo;

end;

{/********** Процедура Simulation End *****************************/}

{/********* Вызывается VisSim-ом на последнем шаге моделирования ***/}

procedure myFSE( var P:Global; var runCount:longint); export; stdcall; begin

{ сохранение значений интеграторов для повторного запуска при многоэтапном моделировании:

напряжений на конденсаторах, токов в индуктивностях ...}

37

end;

exports

myF index 1,{ Имя базовой процедуры в DLL Его нужно будет указать в блоке userFunction }

myFPA index 2,{ Список вспомогательных процедур и функций для экспорта. Они будут }

myFPI index 3,{ вызываться Vissim-ом по окончаниям PA,PI,PC,SS,SE для базового имени. }

myFPC index 4, myFSS index 5, myFSE index 6;

begin end.

По тексту программы видно, что для базовой функции (процедуры) с именем "myF" пользователь должен написать минимум еще пять процедур и функций, назначение которых ясно из комментариев. Следует отметить, что откомпилированная, тридцатидвухразрядная библиотека подключается ко всем версиям пакета VisSim начиная со 2-ой (текущая 4.5 Beta).

К сожалению VisSim не создает экземпляров dll-библиотек, поэтому повторное использование dll-библиотеки требует размножения файла *.dll (*.dll, *1.dll, *2.dll, ...). При этом цифровой фильтр модели состоит из трех одинаковых звеньев. Одно звено это одна dll-библиотека.

Любой из частотных анализов неприменим для dll-библиотек. Поскольку VisSim не производит виртуальных измерений, а анализирует модели используя передаточные функции.

При написании dll-библиотек пользователю предоставляется еще две интересные возможности. Первая заключена в использовании глобальных

38

переменных и процедур непосредственно файла Vissim32.exe, что избавляет от необходимости передавать в и из dll-модели пользователя переменные и сигналы "шаг моделирования", "время моделирования", "остановить моделирование", "ошибка в dll-модели". Вторая заключена в направлении потока событий (Event) в "dll-модель", что позволяет пользовательской модели реагировать как на события стандартных устройств ввода / вывода: клавиатуры, мыши, так и на события пакета VisSim: "получить имя модели", "получить описание параметров", "установить локальный временной шаг моделирования", "выполнить пред-моделирование", "выполнить постмоделирование" и т.д.

39

Содержание

Введение Лабораторная работа № 1. Построение графиков комплексных непрерывных функций

Лабораторная работа № 2. Построение графиков комплексных решетчатых функций Лабораторная работа № 3. Амплитудно- и фазочастотные

характеристики элементарных звеньев непрерывных систем Лабораторная работа № 4. Амплитудно- и фазочастотные характеристики элементарных звеньев дискретных систем Лабораторная работа № 5. Моделирование непрерывных систем автоматического управления Лабораторная работа № 6. Моделирование дискретных систем автоматического управления

Лабораторная работа № 7. Синтез систем автоматического управления Приложение 1. Технология создания внешних dll-моделей для моделирующей программы VisSim

Литература

40