3.14. Моделирование системы в Matlab 6.5

При выполнении выпускной работы рекомендуется использовать пакеты прикладных программных систем (ППС), применение которых во много раз позволяют повысить эффективность расчетов. При анализе и синтезе характеристик приборов, электронных устройств, систем автоматического регулирования и управления эффективно использование следующих прикладных программных систем:

- пакеты ППС Derive, которые обеспечивают проведение как простых, так и умеренно сложных вычислений в символьном (аналитическом) и в численном виде. В них имеются развитые возможности двумерной и трехмерной графики и богатые библиотеки внешних расширений.

- систему Mathcad , которая имеет мощные средства для реализации численных методов расчета и математического моделирования. Все это дополняется средствами визуализации вычислений – от представления исходных данных и результатов вычислений в естественном математическом виде до мощной цветной графики высокого разрешения.

- систему MATLAB, которая предназначена для выполнения инженерных и научных расчетов, ориентированная на работу с массивами данных. Система поддерживает выполнение операций с векторами, матрицами и многомерными массивами, решение нелинейных уравнений и задач оптимизации, решение дифференциальных и разностных уравнений, построение различных видов графиков, трехмерных поверхностей и линий уровня. Достоинством системы является возможность её расширения с целью решения новых научно-технических задач. При выполнении выпускной работы могут повысить производительность расчетов пакеты исследования линейных стационарных систем Control System Toolbox и моделирования нелинейных систем Simulink.

Эти ППС позволяют решать многие задачи расчета и моделирования характеристик изделий приборостроения с высокой производительностью и имеют возможности представления результатов в виде таблиц и графиков.

Провели моделирование аналоговой части системы, которая отвечает за регулирование. Результаты моделирования приведены в приложении.

Было проведено моделирование каналов частоты и температуры по отдельности, а затем объединение их в одну с помощью селектора. Система устойчива, что видно из результатов моделирования. Вначале была смоделирована система для одновального двигателя, затем на основе ее разработалась САУ для двухвальной системы.

П ередаточные функции, которые использовались при моделировании.

1. Передаточная функция двигателя по каналу частоты высокого давления.

(3.17)

где - коэффициенты усиления двигателя и регулятора; постоянные времени двигателя и регулятора.

2. Передаточная функция двигателя по каналу частоты вращения высокого давления

(3.18)

3. Передаточная функция двигателя по каналу температуры

(3.19)

4. Передаточная функции регуляторов частоты вращения , , , а также их датчиков равны .

(3.20)

Рис.3.26. Канал частоты

Рис. 3.27 Канал температуры

Рис.3.28. САУ одновального двигателя