Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лаб2 / 7408_MMOiSU_LR_2_Brigada_3 (1)

.docx
Скачиваний:
46
Добавлен:
10.02.2022
Размер:
131.9 Кб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра КСУ

отчет

по лабораторной работе № 2

по дисциплине «Математическое моделирование объектов и

систем управления»

Тема: Моделирование линейной динамики подвижных объектов

Вариант 3

Студент гр. 7408

Лебедев Р. А.

Трусова Е. С.

Преподаватель

Шпекторов А. Г.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы.

Изучить основные методы исследования линейных моделей, овладеть навыками приведения моделей к разным формам, освоить основные функции языка MATLAB из библиотеки Control System Toolbox.

Исходные данные.

Объект управления – транспортный реактивный самолет, выполняющий полет на высоте 12 км с постоянной скоростью 180 м/с.

Будем рассматривать процесс стабилизации самолета в горизонтальной плоскости по углу курса с φ помощью отклонения руля направления на угол δ.

Процесс стабилизации самолета в горизонтальной плоскости описывается LTI-моделью, представленной в tf-форме с помощью передаточной функции от входного сигнала – угла отклонения руля направления – к выходному сигналу – углу курса, которая имеет следующий вид:

(1)

Передаточная функция автомата стабилизации:

(2)

Сформируем LTI-объект, соответствующий данной модели, а также построим диаграмму Боде:

k = 1.38;

n1 = [1 2.07];

n2 = [1 0.05 0.066];

d1 = [1 0];

d2 = [1 0.380 1.813];

d3 = [1 2.09];

d4 = [1 -0.004];

NUM = k*conv(n1,n2);%полином числителя F

DEN = conv(conv(d1,d2),conv(d3,d4));%полином знаменателя F

Ffisigma = tf(NUM,DEN);

bode(Ffisigma, {10^-5,10^5}), grid on;

Частота, на которой амплитудная часть диаграммы достигает локального максимума, равна 1.32 рад/с (рисунок 1).

Рисунок 1 – Диаграмма Боде объекта

Замкнем объект автоматом стабилизации (2):

ka = 10;

da = [1 1];

NUMa = ka;%числитель Fa

DENa = da;%знаменатель Fa

Fa = tf(NUMa,DENa);

C = feedback(Ffisigma,Fa);

Произведем декомпозицию системы на устойчивую и неустойчивую подсистемы:

[CS,CNS]=stabsep(C);

Определим время нарастания и время переходного процесса для переходной характеристики устойчивой подсистемы:

S = stepinfo(CS);

Результат:

RiseTime: 0.4784 – время нарастания, с.

SettlingTime: 141.9533 – время регулирования, с.

Преобразуем объект, соответствующий замкнутой системе, к ss-форме.

C_SS = ss(C);

Результат:

C_SS =

A =

x1 x2 x3 x4 x5 x6

x1 -3.466 -1.266 -2.522 -2.064 -0.2905 -0.4713

x2 4 0 0 0 0 0

x3 0 2 0 0 0 0

x4 0 0 2 0 0 0

x5 0 0 0 0.5 0 0

x6 0 0 0 0 0.5 0

B =

u1

x1 1

x2 0

x3 0

x4 0

x5 0

x6 0

C =

x1 x2 x3 x4 x5 x6

y1 0 0.345 0.5382 0.1975 0.05281 0.04713

D =

u1

y1 0

Вывод.

В ходе работы была исследована линейная модель стабилизатора угла курса самолета с помощью отклонения руля направления – был сформирован LTI-объект в форме передаточной функции, построена диаграмма Боде, определены время нарастания и время переходного процесса для переходной характеристики замкнутой системы.

Соседние файлы в папке Лаб2