- •Исследование систем автоматического управления
- •Оглавление
- •Глава 1. Изучение пакетов matlab и scilab
- •1.1. Краткие сведения о работе в среде MatLab
- •1.2. Работа в среде SciLab
- •Практическая работа
- •Задания на практическую работу
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Исследование временных характеристик типовых динамических звеньев
- •2.1. Передаточная функция сау
- •2.2. Типовые динамические звенья
- •2.3. Временные характеристики динамических звеньев
- •2.4. Использование MatLab для моделирования систем
- •На основе передаточных функций
- •Использование команд языка сценариев
- •Использование Simulink
- •2.5. Использование SciLab для моделирования систем
- •На основе передаточных функций
- •Использование script-языка
- •Рекомендации по моделированию дифференцирующего звена с замедлением и изодромного звена
- •Использование средств визуального моделирования
- •Практическая работа
- •Содержание отчета о работе
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Глава3. Частотные характеристики типовых динамических звеньев
- •3.1. Виды частотных характеристик линейных систем
- •3.2. Построение частотных характеристик на основе
- •Передаточных функций
- •3.2. Построение частотных характеристик в среде MatLab
- •3.3. Построение частотных характеристик в среде SciLab
- •Практическая работа
- •Задание к практической работе
- •Содержание отчета о работе
- •Контрольные вопросы
- •Глава4. Структурные преобразования сау
- •4.1. Виды соединений сау
- •Последовательное соединение звеньев
- •Параллельное соединение звеньев
- •Встречно-параллельное соединение (с обратной связью)
- •4.2. Описание соединений звеньев в MatLab
- •4.3. Описание соединений звеньев в среде SciLab
- •Практическая работа
- •Задание к практической работе
- •Содержание отчёта
- •Варианты заданий для практической работы
- •Контрольные вопросы
- •5. Исследование основных структур сау
- •5.1. Разомкнутые системы автоматического управления
- •5.2. Системы автоматического управления по возмущению (системы компенсации)
- •5.3. Замкнутые системы автоматического управления
- •5.4. Астатическое управление
- •5.5. Комбинированные системы автоматического
- •Управления
- •5.6. Описание математической модели управляемого объекта
- •Практическая работа
- •Задание № 5
- •Варианты заданий
- •Требования по оформлению отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Глава6. Исследование устойчивости сау
- •6.1. Устойчивость линейных сау
- •6.2. Алгебраический критерий устойчивости Гурвица
- •6.3. Алгебраический критерий устойчивости Рауса
- •6.4. Критерий устойчивости Михайлова
- •6.5. Критерий устойчивости Найквиста
- •6.6. Логарифмический критерий
- •Практическая работа
- •Содержание отчета
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Глава7. Комплексное исследование сау
- •7.1. Представление сау в векторно-матричной
- •Форме (state space)
- •Практическая работа
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Глава8. Исследование точности сау. Коррекция
- •Статических и динамических свойств сау
- •8.1. Точность сау
- •8.2. Коррекция статических свойств сау
- •8.3. Увеличение коэффициента усиления
- •Прямого канала системы
- •8.4. Введение интегрирующих звеньев в прямой
- •Канал системы
- •8.5. Охват объекта управления местной неединичной
- •Положительной обратной связью
- •8.6. Коррекция динамических свойств сау
- •8.7. Практическая работа
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Глава9. Вычисления в matlab/scilab
- •9.1. Создание m-файлов-сценариев в MatLab
- •9.2. Редактирование и отладка файлов-сценариев
- •9.3. Специальные константы SciLab
- •9.4. Элементы программирования на языке matlab/SciLab
- •9.5. Построение графиков
- •9.6. Изображение сетки в графической области
- •9.7. Вывод названий графика и осей
- •Глава10. Работа в среде simulink
- •10.1. Запуск Simulink
- •10.2. Обозреватель разделов библиотеки Simulink
- •10.3. Создание модели исследуемого объекта
- •10.4. Создание подсистем
- •10.5. Выполнение расчета
- •10.6. Отображение сигналов в окне осциллографа
- •10.7. Описание свойств основных блоков Simulink
- •Глава11. Работа в средеxcos
- •11.1. Основные возможности Xcos
- •11.2. Запуск Xcos
- •11.3. Создание модели системы
- •11.4. Настройка параметров моделирования
- •11.5. Создание суперблоков
- •11.6. Описание свойств основных блоков Xcos
- •Библиографический список
Содержание отчёта
Цель работы.
Структурные схемы исследуемых систем.
Полученные графики и характеристики.
Расчётная часть.
Основные выводы.
Контрольные вопросы
Дайте определение статической и астатической САУ.
Какими структурными свойствами системы определяется порядок ее астатизма?
Какой способ придания системе свойств астатизма первого порядка наиболее предпочтителен на практике?
Назовите основные показатели качества САУ. Поясните их смысл.
В чём суть исследуемого способа коррекции динамических свойств САУ? Назвать другие способы коррекции динамических свойств САУ.
Чем вызваны отрицательные фазовые сдвиги в неизменяемой части САУ?
Глава9. Вычисления в matlab/scilab
9.1. Создание m-файлов-сценариев в MatLab
В MatLab имеется возможность написать программу и сохранить ее в виде m-файла с целью последующего многократного выполнения. M-файл – сценарий, именуемый также script-файлом, представляет собой последовательность команд без входных и выходных параметров.
Он имеет следующую структуру:
% Комментарий
Тело файла с любыми выражениями
Для создания и отладки m-файла необходимо войти в редактор-отладчик MatLab, выбрав в основном меню командного окна MatLab пункт «Файл», затем пункты «Создать» и «m-файл». После раскрытия окна редактора-отладчика необходимо набрать нужные команды программы и сохранить полученный файл с помощью пунктов меню «Файл – Сохранить как…» редактора-отладчика. Для выполнения m-файла необходимо выполнить команду «Выполнить».
9.2. Редактирование и отладка файлов-сценариев
После запуска SciLab на экране появится основное окно приложения. Окно содержит меню, панель инструментов и рабочую область. Признаком того, что система готова к выполнению команды, является наличие знака приглашения «>>», после которого расположен активный (мигающий) курсор. Рабочую область со знаком приглашения обычно называют командной строкой. Ввод команд в SciLab осуществляется с клавиатуры. Нажатие клавиши Enter заставляет систему выполнить команду и вывести результат (рис. 69).
Очевидно, что все выполняемые команды не могут одновременно находиться в поле зрения пользователя. Просмотреть информацию, которая находится выше видимой части окна можно с помощью полосы прокрутки или клавишами перемещения курсора Page Up, Page Down.
Файл-сценарий – это список команд SciLab, сохраненный на диске. Для подготовки, редактирования и отладки файлов-сценариев служит специальный редактор SciPad, который можно вызвать, выполнив команду главного меню editor, либо щелкнув левой кнопкой мыши по кнопке создания нового документа в главном меню (рис. 69).
Рис. 69. Выполнение элементарной команды в SciLab
В результате работы этой команды будет создан новый файл-сценарий. Расширение файлов-сценариев в SciLab– *.sce.
Выполнить операторы файла-сценария можно несколькими способами:
– из меню редактора SciPad вызвать команду Execute – Load into SciLab;
– из главного меню SciLab вызвать команду Exec и указать имя файла-сценария.
9.3. Специальные константы SciLab
Определенные в стандартных скалярные переменные начинаются со знака %. Часть специальных переменных предопределена. Они защищены и не могут быть удалены пользователем (но могут быть переопределены):
%i Мнимая единица: sqrt(-1)=%i
%pi Число Pi =3.1415927
%e Число e = 2.7182818
%eps Это условный нуль, то есть такое максимальное число, что 1+%eps=1 %eps=2.220E-16
%inf Бесконечность
%nan NotANumber: неопределенное значение
%s Переменная, значение которой равно "s",т.е.%s=s или s=poly(0,"s")