- •Лабораторная работа № 1
- •1. Общие сведения
- •1.1. Запуск программного комплекса
- •2. Создание блок-схем
- •2.1. Создание новой блок-схемы Чтобы создать новую блок-схему следует сделать одно из двух:
- •2.2. Выбор и размещение блоков
- •2.3. Соединение блоков
- •2.4. Установка и изменение параметров блока
- •2.5. Поворот блоков
- •2.5. Изменение размеров блока
- •2.6. Использование контекстно-зависимого меню
- •3. Построение блок-схем линейных систем управления
- •3.1. Построение блок-схем непрерывных систем управления
- •3.2. Построение блок-схем цифровых систем управления
- •4. Моделирование динамических звеньев и систем
- •4.1. Настройка параметров моделирования и запуск модели
- •4.2. Отображение результатов динамического моделирования
- •4.3. Исследование временных характеристик динамических звеньев
- •5. Построение частотных характеристик
- •5.1. Частотные характеристики линейных звеньев
- •5.2. Логарифмические частотные характеристики звеньев
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Содержание отчета
- •8. Контрольные вопросы
- •9. Исходные данные
- •1.1. Общие сведения о сар
- •1.2. Синтез корректирующего устройства частотным методом
- •Фазовая характеристика в этой области частот имеет вид
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 синтез систем автоматического регулирования с цвм
- •1.1. Метод синтеза сар с цвм, обеспечивающий минимум времени протекания переходных процессов
- •1. 2. Метод расчета дискретного ку, обеспечивающий заданный запас устойчивости
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Содержание отчета
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Библиографический список
- •Содержание
- •Список основных блоков Simulink
Лабораторная работа № 1
Использование программного комплекса MATLAB+Simulink для исследования систем управления
Цель работы: изучение возможностей комплекса по созданию блок-схем систем управления и исследованию их временных и частотных характеристик.
1. Общие сведения
Комплекс MATLAB является интегрированной средой программирования, предназначенной для выполнения научно-технических расчетов на языке высокого уровня. Совместно с пакетом расширения Simulink он позволяет производить моделирование динамических систем, модели которых составляются из отдельных блоков (компонентов). В нем реализованы принципы визуально-ориентированного программирования, что позволяет легко выбирать нужные блоки и соединять их с целью составления модели системы или устройства. При этом программа, которая реализует сложные системы линейных и нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих поведение всех элементов (блоков и линий связи) модели, формируются автоматически.
Для решения этих уравнений используется численное интегрирование. Интервал времени, в течение которого производится моделирование (интервал моделирования), может разбиваться на фиксированное или переменное число шагов интегрирования. Обычно моделирование с переменным шагом используется для непрерывных систем, а с постоянным шагом – дискретных.
В Simulink используются два основных способа построения блок-схем непрерывных и цифровых систем управления:
-
с помощью динамической структурной схемы, основанной на понятии передаточных функций звеньев и уравнений связи между ними [1];
-
с помощью операционной структурной схемы, основанной на уравнениях в переменных состояния [1].
1.1. Запуск программного комплекса
Чтобы начать работать с комплексом MATLAB+Simulink необходимо прежде всего запустить MATLAB с рабочего стола или из главного меню операционной системы Windows 98. В версии MATLAB 6.5 появляется рабочая среда (окно MATLAB), которая наряду с другими элементами содержит командное окно Command Window. MATLAB готов к проведению вычислений в командном режиме.
Далее необходимо сделать одно из двух:
-
на панели инструментов окна MATLAB нажать на кнопку (simulink);
-
ввести в командном окне Command Window после символа » (готовность MATLAB к работе) команду simulink и нажать клавишу Enter.
В результате появляется окно библиотеки блоков с названием Simulink Library Browser, в котором после выбора мышью узла +Simulink отображаются с помощью значков (пиктограмм) категории блоков, входящих в эту библиотеку. Другими словами, появляются разделы библиотеки Simulink, а справа - пиктограммы упомянутых категорий с их названием.
2. Создание блок-схем
В пакете Simulink модель автоматической системы строится в виде блок-схемы, путем выбора блоков из окна Simulink Library Browsers, переноса их в рабочую площадь модельного окна и связывания их между собой с помощью мыши. Однажды связав блоки с другими блоками, можно их перемещать по экрану, поворачивая на 90 и 180 градусов, а также помещать в составной блок (подсистему), не нарушая и не теряя существующих связей. Удобный редактор блок-схем, основанный на использовании возможностей графического интерфейса пользователя, позволяет сделать модели простыми для понимания.