Мет_указ_лаб_ТУ

5.2. Программа работы

Объектом синтеза и анализа является система регулирования скорости двигателя, соединенного с механизмом упругой кинематической связью. Исходная система и система с МР представлены одной схемой на рисунке,

внутреннего трения; – коэффициент, описывающий предварительный усилитель и быстродействующий внутренний контур регулирования тока.

в домашних условиях, и исследовательского, выполняемого в лаборатории. Задание для домашней подготовки: определить параметры МР k1,...,k 2 ,

, использовав методику из 5.1, для двух типов стандартных полиномов – Баттерворта и биномиального (их описания даны в лабораторной работе

При расчете регулятора учесть, что в исходной системе коэффициент передачи равен единице, а в системе с МР равен 1 (k1 k 3 ) , в силу чего

получаем уравнение связи k1 k 3 1. Для самопроверки: окончательные выражения для параметров МР имеют следующий вид:

21

Исследовательская часть состоит из следующих этапов.

1. Выполнить анализ свойств исходной системы: получить ПХ по задающему воздействию (с копией экрана), считая выходной переменную 2 ,

и определить , tр и частоту колебаний; определить показатель колеба-

тельности М, полосу пропускания п и максимум hM max ПХ по возмущению.

2. Для каждого из двух вариантов назначения ХП выполнить анализ динамических свойств системы с МР, получив ПХ по задающему и возмущающему воздействиям и определив , tр , M, п . Для одной из ПХ сде-

лать копию экрана.

5.3.Содержание отчета

1.Структурная схема исходной системы, численные значения ее параметров, ПФ исходной разомкнутой системы.

2.Полный расчет МР, включая запись матрицы системы, анализ управляемости, определение желаемого ХП и параметров МР.

3.Результаты анализа исходной системы и системы с МР, согласно программе работы, и комментарии к ним. (Учесть, что теоретические значения относительного времени регулирования для систем с ПФ без нулей, имеющих ХП Баттерворта и биномиальный, равны, соответственно, 5.9 и 6.3, а перерегулирование при баттервортовом распределении составляет 7.1%.)

Контрольные вопросы

1.Что такое модальное управление? Что представляет собой МР?

2.Какой матрицей определяются динамические свойства исходной системы? системы с МР?

3.Какую роль в синтезе МР играет свойство управляемости исходной системы и какова роль стандартных полиномов?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Правила работы с системой Matlab 6.x/Simulink

1. Начало работы.

После запуска Matlab версии 6.x, открывается главное (командное) окно и появляется в виде символов “>>” приглашение к вводу некоторой команды. Командное окно Matlab обладает стандартным для операционной среды Windows интерфейсом и включает в себя главное меню, инструментальную панель, текстовое

22

окно ввода команд и вспомогательную кнопку “Start” (она расположена в левом нижнем углу окна).

Для удобной работы рекомендуется установить текущий путь Matlab к рабочему каталогу: в этом случае сохранение или открытие любых файлов будет предлагаться в назначенный каталог. Данную операцию можно выполнить при помощи элемента “Current Directory ” или кнопки “…” выбора каталога на инструментальной панели.

Запуск интегрированной с Matlab среды моделирования Simulink можно произвести различными способами, например при помощи набора команды simulink в

командном окне, кнопки “Start” (Start\Simulink\Library Browser) или нажатием на

кнопку на инструментальной панели.

2. Работа в среде визуального моделирования Simulink.

Операция открытия Simulink приводит к загрузке окна Библиотеки основных элементов структурных схем. Окно Библиотеки имеет следующую структуру. В верхней части находятся главное меню и инструментальная панель; ниже расположено окно комментариев (в него выводятся, в частности, описания выбранных элементов); еще ниже, слева, представлено дерево библиотек элементов; их содержание раскрывается в панели, расположенной справа.

Ниже перечисляются подразделы библиотеки и содержащиеся в них блоки, необходимые для составления структурных схем линейных систем.

Типовые звенья линейных систем расположены в Simulink\Continuous и в

Simulink\Math Operations:

-Derivative– дифференцирующее звено;

-Integrator – интегрирующее звено;

-Transfer Fcn – передаточная функция, задаваемая полиномами числителя и знаменателя;

-Gain – пропорциональное звено;

-Sum – сумматор.

Блоки определения входных воздействий (Simulink\Sources):

-Constant – блок задания константы;

-Sine Wave – блок, задающий гармоническое воздействие;

-Step – блок, задающий ступенчатое воздействие;

-In1 – блок, принудительно определяющий вход системы (например, при использовании программного пакета Linear Analysis).

Блоки визуализации результатов расчета (Simulink\Sinks):

-Scope – осциллограф;

-Out1 – блок, принудительно определяющий выход системы (ср. с In1);

-To Workspace – блок, выводящий результаты вычислений в одномерный массив, имя которого задается пользователем.

Блоки управления сигналами (Simulink\Signal Routing):

-Demux – демультиплексор;

-Mux – мультиплексор;

-Manual Switch – ручной переключатель.

Для создания новой модели системы управления необходимо открыть новое окно (окно модели) при помощи команды главного меню Библиотеки Simulink “File\New\Model”. Далее следует из Библиотеки указателем “мыши” перетащить в окно модели необходимые для составления структурной схемы блоки и расположить их в окне удобным образом, после чего соединить блоки линиями связи. Процесс моделирования можно запустить, используя команду главного меню окна модели “Simulation\Start” или кнопку с изображением треугольника.

23