Содержание
|
|
Лист |
|
Введение |
2 |
|
1 Оптимизация системы |
4 |
|
2 Характеристики скорректированной системы |
6 |
|
3. Модель системы в пространстве состояний |
9 |
|
4. Исследование системы на управляемость и наблюдаемость |
10 |
|
5. Цифровая модель САУ |
12 |
|
6. Корреляционная функция между входом и выходом объекта |
14 |
|
7. Корреляционная функция между ошибкой управления и выходной координатой системы |
16 |
|
Заключение |
18 |
|
Список использованных источников |
19 |
Введение
Моделирование [4] – это замена объекта (оригинала) и фиксация и изучение его свойств путем исследования модели.
Процесс моделирования [4] может быть разбит на следующие этапы:
Формулировка цели моделирования;
Разработка концептуальной модели;
Подготовка исходных данных;
Разработка математической модели;
Выбор метода моделирования;
Выбор средств моделирования;
Разработка программной модели;
Проверка адекватности и корректировка модели;
Планирование машинных экспериментов;
Моделирование;
Анализ результатов моделирования.
В ходе курсовой работы необходимо смоделировать систему управления приводом робота-манипулятора. Целью моделирования является создание эффективной, адекватной модели. При первом рассмотрении системы можно заметить следующее:
На вход системы поступает угол поворота, который, скорее всего, создается механическим усилием;
Этот сигнал с учетом ошибки преобразуется в электрическое напряжение;
Сигнал усиливается, корректируется и направляется на двигатель;
Выходной сигнал двигателя поступает на объект – робот-манипулятор.
В качестве средства моделирования будем использовать среду Matlab 7.0.1. Matlab обладает мощным встроенным языком и прочими средствами для создания эффективной модели системы.
1 Оптимизация системы
Необходимо подобрать параметры корректирующих устройств и коэффициент усиления электронного усилителя такими, чтобы выходной сигнал удовлетворял следующим показателям качества:
максимальное перерегулирование – не более 10%;
время нарастания – не более 3-5с;
длительность переходного процесса – не более 5-7с.
Модель системы, созданная при помощи Simulink, представлена на рис. 1.
Рис. 1. Модель САУ
Для определения параметров проведем оптимизацию системы средствами Simulink, используем блок Signal Constraint. В качестве начальных значений параметров примем 1. Процесс настройки параметров представлен на рис. 2.
Рис. 2. Настраиваемые параметры
Перед проведением оптимизации необходимо выбрать метод, по которому она будет осуществляться, задать параметры хода оптимизации и желаемые характеристики переходного процесса(рис. 3).
Рис. 3. Настройка характеристик переходного процесса
Ход оптимизации в графическом представлении изображен на рис.4.
Рис. 4. Ход процесса оптимизации
В итоге, получены следующие значения настраиваемых параметров
Ty =0.9014, k7 =1.3835, kp =0.4197, ky =0.3546.