6.4 Індивідуальні завдання

1) Створити незамасковану підсистему задатчика інтенсивності (ЗІ) або задатчика положення (ЗП) у форматі Show Port Label.

2) Створити замасковану підсистему регулятора з обмеженням вихідного сигналу. В іконці відобразити передавальну функцію регулятора та графічне зображення характеристики вхід-вихід блоку Saturation.

3) Створити замасковану підсистему фільтра на основі блоків Transfer Function або Zero-Pole-Gain. В іконці відобразити перехідну функцію або амплітудно-частотну характеристику (АЧХ).

4) Створити замасковані підсистеми „Обмеження координат” та „Зона нечутливості”, у яких рівні обмеження та межі зони задаються не параметрами, а вхідними сигналами.

5) Створити інформаційні „кнопки” та „кнопки” для керування моделями, розробленими при виконанні попередніх лабораторних робіт за вказівкою викладача.

Варіанти завдань до пунктів 1-4 відображені у табл. 6.4.

Таблиця 6.4

№ варі-антів	Задаваль-ний пристрій (п. 1)	Регулятор з обмеженням (п. 2)	Фільтр (п. 3)			Нелінійні блоки (п. 4)
		Тип	Тип	Маск.блок	Іконка	Спосіб
1, 5, 9, 13	І-ЗІ	Дискретний ПІ	Бартер-ворта	Transfer Function	Перехідна функція	MATLAB Function
2, 6, 10, 14	І2-ЗІ	Аналоговий ІФ	Бесселя	Zero-Pole-Gain	АЧХ	Розгорнута структура
3, 7 11, 15	ІПД-ЗІ	Дискретний ПІ	Бартер-ворта	Zero-Pole-Gain	Перехідна функція	MATLAB Function
4, 8, 12, 16	ЗП	Аналоговий ІФ	Бесселя	Transfer Function	АЧХ	Розгорнута структура

Перевірте працездатність створених підсистем та кнопок. Підсистеми занесіть у власні бібліотеки

6.5 Методичні вказівки та рекомендації

1) Для створення задавальних пристроїв скористуйтеся моделями, поданими на рис. 6.10.

На моделях позначені такі параметри:

Wz – завдання на усталену швидкість;

Fiz – завдання на усталене положення;

Ro, eo, Wo – обмеження на ривок, прискорення та швидкість відповідно;

tr – час наростання завдання на швидкість до заданого значення або до рівня обмеження;

tn – час наростання прискорення до рівня обмеження.

Для перевірки працездатності моделей скористайтесь такими параметрами: Wz=1; Fiz=1.2; tr=100; tn=20; Wo=1; eo=Wo/tr; Ro=eo/tn; Tv=4; k2=b2/Tv; k1=b1-k2; b2=50; b1=10.

Для моделювання ЗП використайте метод ode5 з кроком 0.1, для моделювання ЗІ – метод ode23s.

2) Для створення аналогових регуляторів з передавальними функціями

,

.

та обмеженням вихідного сигналу скористайтесь деталізованими моделями, наведеними на рис. 6.11.

а)

б)

в)

г)

Рис. 6.10. Моделі задавальних пристроїв:

а) І-ЗІ, б) ІПД-ЗІ, в) І²-ЗІ, в) ЗП

Рівні обмеження інтеграторів та блоків Saturation повинні співпадати з рівнем обмеження регулятора.

Для створення відповідних дискретних регуляторів треба в моделях рис. 6.11 замінити аналоговий інтегратор дискретним.

При перевірці працездатності та адекватності розроблених регуляторів скористайтесь такими параметрами: ;;;;. На входах моделей за допомогою блокаStep сформуйте сигнал, який при змінює своє значення з 1 на -1.

а)

б)

Рис. 6.11. Моделі регуляторів з обмеженням вихідного сигналу:

а) ПІ; б) ІФ

3) У перелічених в табл. 6.1 фільтрів параметрами є порядок фільтра n та частота пропускання w0. Створити фільтри можна за допомогою маскування блоків Transfer Function або Zero-Pole-Gain, сформувавши параметри цих блоків і масиви даних для зображення іконки у полі Initialization commands.

Фільтр Баттерворта можна створити послідовністю команд

[num, den] = butter (n, w0, ‘s’);

[z, p, K] = tf2zp (num, den);

а фільтр Бесселя –

[z, pn, K] = besselap (n);

p = pn * w0;

[num, den] = zp2tf ([z, p, K]);

Для побудови перехідних функцій треба задати вектор часу

t = linspace (0, 20/w0, 21);

та розрахувати реакцію блоку на одиничний стрибок оператором

y = step (num, den, t);

Для зображення АЧХ треба задати вектор частот

w = linspace (0, w0*5);

та розрахувати вектор амплітуд:

A = bode (num, den, w);

Вивід графіків у вікно іконки блоку здійснюється однією з команд

plot (t, y)

plot (w, A),

що набираються у полі Drawing commands вкладки Icon.

4) При структурному способі створення підсистеми „Змінне обмеження координат” скористуйтеся блоком MaxMin з двома входами.

При структурному способі створення підсистеми „Змінна зона нечутливості” обміркуйте, у який спосіб можна отримати цю типову нелінійність із нелінійності „Обмеження координат”.

Для перевірки адекватності створених підсистем скористайтеся моделлю, зображеною на рис. 6.12.

Рис. 6.12. Модель для перевірки адекватності підсистем

„Змінне обмеження координат” та „Змінна зона нечутливості”

Спробуйте створити для підсистем, розроблених при виконанні четвертого пункту завдання, іконки, подібні до показаних на рис. 6.12.