Моделирование автоматической системы управления

курсовая работа

2. Составление цифровой модели объекта

В этом разделе мы составим цифровую модель управляемого объекта, которая должна воспроизводить заданную алгоритмическую структуру объекта.

Цифровые модели будут получены с помощью системы MATLAB.

Для сравнения полученных результатов моделирования, необходимо использовать два программных продукта: Control System Toolbox и Simulink.

Модель, полученная с помощью Control System Toolbox:

% описание звена W1

W1 = tf([3 1],[1 1]);

%описание звена W2

W2 = tf([11],[1 0]);

%описание звена W3

W3 = tf([2 1],[9 1]);

% выделяем числитель и знаменатель звена запаздывания

[num,den] = pade(4,1);

%описание звена W4

W4 = tf([num],[den]);

%охват отрицательной обратной связью

sys1=feedback(W3,W4,-1);

%последовательное соединение звеньев W2 и sys1

sys2 = series(W2,sys1);

% единичное звено

sys3 = tf ([1],[1]);

%охват отрицательной обратной связью звеньев sys2 и sys3

sys4 = feedback(sys2,sys3,-1);

%последовательное соединение звеньев W1 и sys4

sys5 = series(W1,sys4);

%последовательное соединение звеньев sys5 и W4

sys6 = series(sys5,W4);

% график переходной характеристики внешнего контура

step(sys6);

Рисунок 9 - Переходная характеристика объекта полученная с помощью программы Control System Toolbox

Модель, полученная с помощью Simulink:

Рисунок 10 - Расчетная схема цифровой модели объекта для системы Simulink

Рисунок 11 - Переходная характеристика объекта полученная с помощью Simulink

Общепринятая схема цифровой модели объекта (с общепринятыми обозначениями типовых звеньев) представлена на рисунке 12.

Звено 1: Т1.1=3, Т1.2=1;

Звено 2: k2=11;

Звено 3: Т3.1=2, Т3.2=9;

Звено 4: ф = 4.

Вывод: Из рисунков 9 и 11 видно, что графики идентичны. Это говорит о том, что модель воспроизводит заданную алгоритмическую структуру объекта, и составлена верно.

Рисунок 12 - Цифровая модель объекта управления

3. Получение переходной характеристики объекта управления

В предыдущем разделе была получена переходная характеристика по каналу управления «y - x». Полученная переходная характеристика имеет колебательный характер. Попытаемся устранить колебательность путём изменения звена W1, не охваченного обратной связью.

Переходную характеристику объекта построим с помощью пакета Control System Toolbox приложения MATLAB . Ниже приведен листинг программы: устойчивость цифровой модель управление

% описание звена W1

W1 = tf([1 1],[50 1]);

%описание звена W2

W2 = tf([11],[1 0]);

%описание звена W3

W3 = tf([2 1],[9 1]);

% выделяем числитель и знаменатель звена запаздывания

[num,den] = pade(4,1);

%описание звена W4

W4 = tf([num],[den]);

%охват отрицательной обратной связью

sys1=feedback(W3,W4,-1);

%последовательное соединение звеньев W2 и sys1

sys2 = series(W2,sys1);

% единичное звено

sys3 = tf ([1],[1]);

%охват отрицательной обратной связью звеньев sys2 и sys3

sys4 = feedback(sys2,sys3,-1);

%последовательное соединение звеньев W1 и sys4

sys5 = series(W1,sys4);

%последовательное соединение звеньев sys5 и W4

sys6 = series(sys5,W4);

% график переходной характеристики внешнего контура

step(sys6);

Рисунок 12 - Переходная характеристика объекта по каналу «x-y», полученная с помощью Control System ToolBox

Рисунок 13 - Схема объекта для системы Simulink

Вывод: В данном разделе была получена переходная характеристика объекта по каналу управления “Y-X” с помощью комплекса CST.

Делись добром ;)