Тема 4. Моделирование процессов в линейных нестационарных динамических системах с использованием подсистемы MatLab “Simulink”40

4.1. Краткие сведения из теории линейных нестационарных и нелинейных систем автоматического управления 40

4.1.1. Особенности процессов в линейных нестационарных системах 40

4.1.2. Особенности процессов в нелинейных САУ 41

4.1.3. Метод фазового пространства 42

4.2. Моделирования процессов в линейных нестационарных и нелинейных динамических системах с использованием подсистемы MatLab SIMULINK 43

4.2.1. Приведение линейного дифференциального уравнения к канонической форме 43

4.2.2. Пример исследования нестационарных и нелинейных процессов 45

4.2.3. Методика формирования модели в системе MatLab 46

4.3. Задание на самостоятельную работу 50

4.3.1. Исходная система 50

4.3.2. Требования к работе 50

4.3.3. Отчетность 51

Тема 5. Имитационное моделирование процессов в динамических системах с использованием подсистемы MatLab “Simulink”53

5. 1. Введение 53

5. 2. Пример имитационного моделирования процессов с использованием подсистемы MatLab SIMULINK 53

5.2.1. Постановка задачи 53

5.2.2. Формирование схемы моделирования 54

5.2.3. Подготовка к имитационному моделированию 54

5.3. Задание на самостоятельную работу 57

5.3.1. Исходная схема 57

5.3.2. Требования к работе 57

5.3.3. Отчетность 58

Использованные источники60

Введение

Данный практикум ориентирован на исследование математических (аналитических и имитационных) моделей, применяемых при проектировании автоматизированных систем управления различных уровней, а также на освоение новой информационной технологии в автоматизации исследования этих сложных систем на базе моделирования на ЭВМ.

Цель практикума – выработать у студентов умение самостоятельно применять для решения конкретных инженерных задач исследования систем знания по моделированию на ЭВМ, полученные из лекционного курса.

Каждая лабораторная работа по дисциплине “Моделирование систем” должна научить студентов:

- самостоятельно решать отдельные прикладные задачи исследования систем на базе метода машинной имитации;

- оформлять результаты машинных экспериментов в соответствии с требованиями ГОСТ;

- защищать результаты, полученные при выполнении лабораторных работ по исследованию характеристик систем на ЭВМ.

Предполагается, что при выполнении лабораторных работ задачи моделирования ограничены рассмотрением вопросов оценки с помощью имитационных экспериментов временных, частотных характеристик для системного исследования функционирования сложных объектов.

В предлагаемом учебном практикуме рассмотрены вопросы организации выполнения лабораторных работ на ПЭВМ, даны конкретные методические указания по выполнению каждой работы. При этом даны:

- краткие теоретические положения по предмету исследования;

- приведены примеры исследования;

- и сформулированы задания на самостоятельную работу.

Методические позиции системного машинного моделирования, рассмотренные для организации лабораторных работ, могут быть полезны студентам в дальнейшем и при выполнении соответствующих курсовых работ, связанных с исследованием сложных систем.

Для практической реализации моделей в практикуме используется система MatLab в среде Windows – 95/98/2000/XP.

Выбор в качестве программной реализации моделей в практикуме этой системы обусловлен тем, что в настоящее время она является одним из наиболее эффективных и распространенных средств моделирования сложных систем на ПЭВМ и успешно используется для моделирования систем