- •1. Введение в математическое моделирование систем управления
- •1.1. Понятие системы управления
- •1.2. Проблемы адаптации
- •1.3. Методы описания объектов управления
- •1.4. Математическая модель объекта управления
- •1.5. Временная переходная характеристика объекта управления
- •2. Выбор метода метематического моделирования системы управления
- •2.1. Разностные уравнения и рекуррентные формулы
- •2.2. Суть предлагаемого метода математического моделирования
- •2.3. Понятие запаздывания объекта управления
- •2.4. Дискретизация времени
- •2.5. Требования к программе моделирования системами управления
- •2.6. Схема алгоритма основной программы
- •2.7. Таблица переменных
- •3. Запись исходных данных в файл и чтение исходных данных из файла
- •3.1. Исходные данные для моделирования системы
- •3.2. Понятие файла данных
- •3.3. Стандартные процедуры для работы с файлами
- •3.4. Запись в файл
- •3.5. Чтение файла
- •Задание
- •Содержание отчета
- •Цифровая фильтрация
- •Задание
- •Рекомендации
- •5. Идентификация объекта управления
- •5.1. Определение коэффициента усиления объекта управления
- •Содержание отчета
- •5.2. Определение запаздывания объекта управления
- •5.3. Определение постоянной времени объекта управления
- •Задание
- •Содержание отчета
- •6. Программирование таймера. Вывод (распечатка) структурной схемы
- •6.1. Понятие машинного и реального времени
- •6.2. Программирование таймера
- •6.3. Вывод структурной схемы системы управления
- •Задание
- •Содержание отчета
- •7. Программирование узлов, блоков и структурной схемы аср. Построение графика переходного процесса
- •7.1. Блок запаздывания
- •7.2. Апериодическое звено первого порядка
- •7.3. Блок управления (регулятор). Формы законов управления
- •Позиционный алгоритм непосредственного цифрового управления
- •7.4. Блок задания начальных значений
- •7.5. Структурная схема аср
- •Задание
Задание
1. Составить схему алгоритма и подпрограмму модуля идентификации объекта управления, исходя из сглаженного массива уk.
Дополнить основную программу обращением к подпрограмме идентификации.
Распечатать значения kм, τм и Тм.
Содержание отчета
1. Задание.
2. Схема алгоритма.
3. Листинг программы.
4. Результаты работы программы.
6. Программирование таймера. Вывод (распечатка) структурной схемы
6.1. Понятие машинного и реального времени
Цифровое моделирование можно проводить двумя путями: либо в темпе быстродействия ЭВМ (с учетом быстродействия языка программирования, не забывая, что наибольшее быстродействие обеспечивает машинный язык - программирование в кодах или близкий к машинному — язык АССЕМБЛЕРа), либо в реальном масштабе времени.
Исследователь должен помнить, что в обоих случаях характер моделируемого процесса в непрерывной области (время t) отличается от характера процесса во временной области nTk . Это связано с дискретной аппроксимацией непрерывного процесса, отличающегося от последовательности nTk, что всегда связано с ошибкой. Индекс в формулах моделирования в большей мере иногда относится к числу итераций (например, в формулах численного интегрирования), чем к промежутку nTk. Машинное время является относительным, так как зависит от быстродействия ЭВМ, от используемого языка, от сложности алгоритма и т.д. Оно может быть намного меньше реального времени или превышать его.
Исследователь должен уметь связывать последовательность получаемых результатов с реальным временем, проводить эксперименты в реальном времени (при небольших его значениях) или в ускоренном масштабе, отличном от машинного времени.
Моделирование в реальном времени дает возможность оценить эффективность алгоритмов для работы в реальных системах.
6.2. Программирование таймера
Таймер для задания реального или ускоренного времени (а также для временных задержек на переключение элементов, например, в реальных системах управления) может быть реализован путем многократного выполнения какой-нибудь операции, например, накопления суммы. Так как микроЭВМ работает с определенной тактовой частотой, которая задается кварцевым генератором, то время выполнения любой операции строго определено. Поэтому таймер может быть программно реализован с высокой точностью.
При программировании таймера следует задаться операцией, например, суммирования: В = В+ЕХР(1), причем В следует обнулять при каждом цикле. Суммирование осуществлять в цикле с помощью FOR-DO. Управляющая переменная в операторе FOR задается в неявном виде.
FOR I:=1 TO F DO
Значение F следует задавать в диалоговом режиме с помощью оператора READ до цикла. Окончание цикла − равносильно отсчету очередного временного интервала n:
n = n+1.
В конце каждого цикла следует использовать оператор для распечатки номера временного интервала n для визуального отображения на видеотерминале в правом верхнем углу.
Следует помнить, что t = n Tk и только при времени квантования, Tk =1, t =n.
Примечание. Можно использовать процедуру Delay или процедуру GetTime.
6.3. Вывод структурной схемы системы управления
При программировании структуры любой системы и графика переходного процесса для вывода на видеотерминал и печатающее устройство необходимо подключить модуль GRAPH в раздел описания модулей USES