9.2.2. Результат составления модели

Созданная расчетная модель исследуемой следящей системы имеет вид, представленный на рисунке 9.15.

Как следует из рассмотрения рисунка, для анализа сигналов в процессе моделирования выходы ряда элементов снабжены блокам - приемниками Scope (осциллографами). При этом для сравнения сигналов на входе и выходе элементов предварительно эти сигналы объединены в вектор при помощи мультиплексора.

Приложения п1. Динамические характеристики объектов моделирования

Для исследования процессов в реальных системах пользуются идеализированными схемами, которые точно описываются математически и приближенно характеризуют реальные объекты.

Независимо от назначения объектов, физического принципа действия и т.д. можно выделить ряд типовых звеньев, описываемых обыкновенными дифференциальными уравнениями первого или второго порядков:

- простейшие (пропорциональные, интегрирующие и дифференцирующие);

- звенья первого порядка (инерционные, инерционно-дифференцирующие, форсирующие, инерционно-форсирующие);

- колебательные звенья второго порядка.

В общем случае передаточную функцию динамического звена можно представить как произведение сомножителей следующего вида:

Ведение типовых звеньев удобно для представления сложного звена с передаточной функцией

(П.1)

параллельными или последовательными соединениями типовых звеньев.

Передаточные функции всех типовых звеньев представляют собой рациональную дробь (1), причем нули и полюсы функции соответствуют уравнениям

(П.2)

если лежат в левой полуплоскости или на ее границе, совпадающей с мнимой осью.

В общем случае передаточную функцию динамического звена можно представить как произведение сомножителей следующего вида:

, (П.3)

где - постоянные, причем;может быть положительным или отрицательным числом;;;;

Сомножители (3) определяют различные названные выше типовые динамические звенья.

Основные из них для удобства представлены в виде следующей таблицы.

Таблица П.1. Характеристики типовых звеньев

П2. Примеры составление функциональной и структурной схемы динамической системы

Функциональная схема системы представляет собой ее символичное изображение как совокупности приборов и устройств, работающих по определенной логической схеме.

При этом приборы и устройства изображаются на функциональной схеме прямоугольниками или иными символами, соответствующими ГОСТ.

Связь между ними обозначается стрелками, внутри прямоугольника записываются буквами или иными символами (кроме операторов) функциональные назначения приборов и устройств.

Структурная схема – это совокупность приборов и устройств, образующих систему, работающих по определенной логической схеме и отображенных в виде звеньев с их передаточными функциями.

П2.1. Система управления угловой скорости вращения ротора двигателя при условии действия постоянного возмущения

Постановка задачи

Объект управления описывается дифференциальным уравнением первого порядка

, (П2.1)

где - угловая скорость вращения ротора;

- коэффициент передачи двигателя по скорости;

- сигнал управления;

- возмущение.

В качестве алгоритма управления выбрать П-регулятор (пропорциональный регулятор):

, (П2.1)

где .

- задающее воздействие;

- коэффициент регулятора.

Составить функциональную и структурную схему системы.

Решение.

В соответствии с введенными выше определениями функциональную и структурную схемы рассматриваемой система управления угловой скорости вращения ротора двигателя можно представить в видах, приведенных на рисунках П2.1 и П2.2.