ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ГОУВПО «ТГТУ») Кафедра ЭВМ
СОГЛАСОВАНО Главный специалист предприятия (для которого выполнен реальный проект (работа)) _____________________ (подпись, инициалы, фамилия) «___»______________2011 г.			УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ЭВМ В.А. Григорьев _____________________ (подпись, инициалы, фамилия) «___»______________2011 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К курсовому проекту (работе) по _____________________________________
(наименование учебной дисциплины)
на тему:___________________________________________________________ __________________________________________________________________ Автор проекта:_____________________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
Специальность:_____________________________________________________
(номер, наименование)
Обозначение курсового проекта (работы) ____________ Группа ___________ Руководитель проекта_______________________________________________
(подпись, дата, инициалы, фамилия)
Проект (работа) защищен(а)_______________					Оценка_______________
Члены комиссии:
	_______________________			_______________________
	(подпись, дата)			(инициалы, фамилия)
	_______________________			_______________________
	(подпись, дата)			(инициалы, фамилия)
	_______________________			_______________________
	(подпись, дата)			(инициалы, фамилия)
г. Тверь 2011
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ГОУВПО «ТГТУ») Кафедра ЭВМ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ) Студент__________________________код__________группа________________
(фамилия, инициалы)
Тема______________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Срок представления проекта (работы) к защите «___»______________2011 г. Исходные данные для проектирования (научного исследования)___________ _____________________________________________________________________ Содержание пояснительной записки курсового проекта (работы) ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ Перечень графического материала:____________________________________ _____________________________________________________________________
Руководитель проекта (работы)		________________			______________________
		(подпись, дата)			(инициалы, фамилия)
Задание принял к исполнению		_____________		«___»______________2011 г.
		(подпись)

г. Тверь,

2011

Содержание

Содержание 3

Цели и задачи 4

Задание на курсовую работу 4

1. Теоретическая часть 5

Введение 5

1.1. Методы моделирования 6

6

1.1.1.Моделирование ПИ-регулятора 6

Моделирование безинерционного звена 6

Моделирование идеального интегрирующего звена 7

1.1.2 Моделирование объекта управления 7

Моделирование инерционного звена первого порядка 7

Моделирование инерционного звена второго порядка 8

Моделирование инерционного звена третьего порядка 8

1.1.3 Моделирование запаздывания 9

1.2. Оценка качества САР в динамике 9

1.3 Оптимизация динамических систем 12

2. Практическая часть 15

2.1 Программная реализация модели. 15

2.1.1. Исходный код программы 15

2.1.2. Пример выполнения программной модели 15

2.2 Моделирование системы в SimOpt 18

2.2.1 Подготовка данных 18

2.2.2 Графики системы в SimOpt 18

2.2.3. Оптимизация модели на SimOpt 20

2.2.4. Анализ проведенной оптимизации 25

Выводы по работе 26 Список литературы 27 Цели и задачи

Цель: выполнить программную реализацию имитационной модели системы управления, состоящей из ПИ-регулятора и инерционного объекта 2-го порядка с запаздыванием.

Задание на курсовую работу

Дана структурная схема объекта.

K₁

f

y

y^s

K₂/p

_

Рисунок 1. Структурная схема объекта

Объект регулирования состоит из инерционного звена 2 порядка и звена запаздывания.

Имитационное моделирование проводить для двух случаев:

1) f=1, y^s=0; 2) f=1, y^s=1.

Примечание: постоянные времени, транспортное запаздывание и характеристики регулятора к₁, к₂ выбираются из таблицы согласно варианту; для реализации инерционного звена 2 и 3 порядка использовать метод Рунге-Кутта.

Таблица 1. Вариант задания

№ варианта	Т1, сек	Т22, сек2	Т33, сек3	К1	К2, сек-1
	=20 сек
8	100	200	0	4,53	0,064

1. Теоретическая часть Введение

Замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели называется моделированием.

Широкое применение имитационного моделирования в ходе проектирования и эксплуатации сложных систем делает актуальным задачу создания методик построения, испытания и верификации имитационного моделирования для сложных систем.

Основным методом исследования сложных систем является метод математического моделирования. Под математическим моделированием понимают описание поведения физических систем при помощи математических уравнений или соотношений.

Отличительная особенность моделирования как метода исследования заключается в возможности изучения, прогнозирования и оптимизации таких процессов и объектов, с которыми очень затруднителен или экономически невыгоден физический (натурный) эксперимент. Во многих случаях натурный эксперимент опасен и может быть выполнен лишь один раз (изменение состояния экосистем, управление климатом), он требует много времени (селекционные исследования) или попросту невозможен (воспроизводство гео- и астрофизических процессов).

Обобщенно, моделирование можно определить как метод опосредованного познания, при котором изучаемый объект-оригинал находится в некотором соответствии с другим объектом-моделью, причем модель способна в том или ином отношении замещать оригинал на некоторых стадиях исследования.

Процесс моделирования предполагает наличие объекта исследования; исследователя, перед которым поставлена конкретная задача; модели, создаваемой для получения информации об объекте и необходимой для решения поставленной задачи.

Для моделирования объектов и процессов используется, как правило, имитационное моделирование. При проведении имитационных экспериментов моделируются поведение различных частей комплексов (как динамических объектов) и их взаимодействия с учетом внешних возмущающих факторов и параметрических возмущений.

Моделирование с помощью ЭВМ, т.е. имитационное моделирование, является в настоящее время одним из наиболее эффективных средств исследования сложных систем (СС).