Моделирование системы с использованием программы classic
Программа CLASSIC предназначена для решения задач анализа и синтеза систем автоматического регулирования с использованием обыкновенной линейной модели системы. При исследовании система задается в виде структурной схемы. Каждое звено структурной схемы описывается передаточной функцией, вид и параметры которой задаются.
Моделирование структурной схемы осуществляется путем установки блоков и проведения связей. Каждый блок имеет на входе сумматор входных сигналов.
Первому блоку присваиваем следующие параметры: название – ИП (измерительный преобразователь); атрибут – вход, так как согласно структурной схеме (рис.5), этот блок будем считать точкой приложения входного воздействия. Один из трёх входов сумматора блока делаем отрицательным, т.к. система охвачена отрицательной обратной связью, и вводим передаточную функцию измерительного преобразователя.
Второй блок: название – Р (регулятор); вводим передаточную функцию И – регулятора.
Третий блок: название – ИМ (исполнительный механизм); вводим передаточную функцию исполнительного механизма.
Четвёртый блок: название – ОБ (объект); атрибут – выход; вводим передаточную функцию объекта регулирования.
Проводим связи между блоками. Отрицательную обратную связь образует линия, соединяющая выход четвёртого блока, с отрицательным входом первого блока.
Полученная модель системы представлена на рис. 3. Поскольку каждому блоку данной модели присваивались соответствующие параметры звеньев структурной схемы, то можно считать, что составленная в программе CLASSIC модель соответствует модели, представленной на рис.2.
Рис. 2 Структурная схема в программе CLASSIC.
Каждое структурное звено имеет на входе
сумматор входных сигналов, отдельные
сумматоры в структурной схеме не
используются. Если необходимо осуществить
вычитание сигнала, то этот сигнал следует
инвертировать. Для инвертирования
используем дополнительное звено с
передаточной функцией
.
Для каждого звена в программе задаем соответствующую ему передаточную функцию. Все звенья соединяем между собой в соответствии со структурной схемой исследуемой системы. Также указываем входной и выходной сигналы. На структурной схеме входное и выходное звенья будут помечены соответствующим образом. Внешний сигнал (задающее воздействие или возмущение) будет приложен к входу звена, назначенного входным. Выходной сигнал звена, назначенного выходом, будет рассматриваться как выходной сигнал системы.
Выберем постоянную времени регулятора равной постоянной времени измерительного преобразователя (Tр=Tип=15.8), чтобы компенсировать инерционные свойства преобразователя, так как они оказывают наибольшее влияние на динамику системы.
В результате выполненных действий вводим графическое изображение структурной схемы исследуемой модели с описанием каждого звена передаточной функцией
Программа выполняет расчет характеристик модели и выдает результаты расчета на экран в виде графиков.
Частотные характеристики данной САУ с ненастроенным регулятором (kp=1), построенные в программе CLASSIC, выглядят следующим образом: