- •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
9.5. Построение графиков
Для построения графиков функций одной переменной y = f(x) имеется функция plot. График строится в декартовой системе координат по заданным массивам значений аргумента и функции. Заданные этими массивами точки соединяются прямыми линиями. Имеется возможность изменять тип и цвет линии и тип узловых точек (маркер). Вызов этой функции осуществляется командой
plot(x,y,s)
в случае, если необходимо построить один график, или
plot(x1, y1, s1, x2, y2, s2,...xn, yn, sn)
для n графиков.
x, y – одномерные массивы одинаковой размерности; x – массив значений аргумента функции у=f(x); y – массив значений функции у=f(x); s – строковая константа, определяющая цвет линии, маркер узловых точек и тип линии. Эта константа может содержать от одного до трех символов.
Строка s выглядит следующим образом:
'параметр1параметр2параметр3'.
Символы пишутся один за другим без разделителей.
Параметр 1 определяет цвет линии графика (табл. 23).
Таблица 23
Значения параметра, определяющего цвет
Символ |
Описание |
Символ |
Описание |
y |
желтый |
g |
зеленый |
m |
розовый |
b |
синий |
с |
голубой |
w |
белый |
r |
красный |
k |
черный |
Параметр 2 определяет тип маркера графика (табл. 24).
Таблица 24
Определение типа маркеров графика
Символ |
Описание |
. |
точка |
o |
кружок |
х |
крестик |
+ |
знак "плюс" |
* |
звездочка |
S |
квадрат |
Окончание табл. 24
Символ |
Описание |
d |
ромб |
v |
треугольник вершиной вниз |
^ |
треугольник вершиной вверх |
< |
треугольник вершиной влево |
> |
треугольник вершиной вправо |
p |
пятиконечная звезда |
h |
шестиконечная звезда |
Параметр 3 определяет тип линии графика (табл. 25).
Таблица 25
Определение типа линии графика
Символ |
Описание |
Символ |
Описание |
- |
сплошная |
-. |
штрихпунктирная |
: |
пунктирная |
-- |
штриховая |
Пример MatLab
% графики функций sin x, cos x
x=0:0.1:2*pi;
y1=sin(x);
y2=cos(x);
plot(x,y1,'k-o',x,y2,'r--*')
В результате выполнения этой программы на экран монитора будет выведено графическое окно с графиками (см. рис. 70). Графики представлены в черно-белой палитре, хотя в действительности график функции cos(x) выводится красным цветом.
9.6. Изображение сетки в графической области
Для изображения сетки в MatLabследует воспользоваться функцией
grid on
Для изображения сетки в SciLabследует воспользоваться функцией
xgrid(color),
где color — аргумент функции, определяющий цвет линий сетки. Общий вид аргумента a1a2a3, где каждый из параметров а1, а2 и а3 может принимать два значения – 0 или 1. Параметр а1 определяет наличие (при а1=1) или отсутствие (при а1=0) красной составляющей в цвете линии, а2 – зеленой и а3 – синей. Различные комбинации значений этих параметров позволяют получать различные цвета. Например, в результате вызова функции xgrid(100) в графической области будет отображена сетка красного цвета. Значения параметров следует вводить подряд без разделителей.
Рис. 70. Графики, выполненные с помощью программы plot