- •Введение
- •Лабораторная работа № 1 изучение системы имитационного моделирования
- •Цель работы
- •1.1. Основные сведения
- •1.2. Порядок выполнения работы
- •1.3. Содержание отчета по работе
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Варианты заданий
- •2.4. Содержание отчета по работе
- •2.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 анализ устойчивости сау частотными методами
- •3.1. Основные сведения
- •3.2. Порядок выполнения работы
- •3.3. Варианты заданий
- •3.4. Содержание отчета по работе
- •3.5. Контрольные вопросы
- •9. В чем физический смысл запасов устойчивости по модулю и фазе?
- •4.2. Порядок выполнения работы
- •4.3. Варианты заданий
- •4.4. Содержание отчета по работе
- •4.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 оценка точности установившегося режима в зависимости от порядка астатизма систем управления
- •5.1. Основные сведения
- •5.2. Порядок выполнения работы
- •5.3. Варианты заданий
- •5.4. Содержание отчета по работе
- •5.5. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 исследование систем автоматического управления с запаздыванием
- •6.1. Основные сведения
- •6.2. Порядок выполнения работы
- •6.3. Варианты заданий
- •6.4. Содержание отчета по работе
- •6.5. Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)
Кафедра электротехники, вычислительной техники и автоматизации
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ
для студентов всех специальностей
Санкт-Петербург
2007
Теория автоматического управления. Линейные системы. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу ТАУ для студентов всех специальностей. СПб, 2006.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторного практикума по курсу "Теория автоматического управления. Линейные системы", составленного в целях практического закрепления знаний об основных свойствах линейных систем во временной и частотной областях. Практикум выполняется на персональных компьютерах с использованием системы MATLAB – Simulink.
Указания включают краткое изложение вопросов теории и пояснения к экспериментальному этапу работ.
Составители: канд. техн. наук, доц. О. П. Томчина,
канд. техн. наук, доц. О. Л. Шарякова,
канд. техн. наук, доц. А. Е. Епишкин,
канд.техн. наук В. А. Шаряков
Научный редактор д.т.н., проф. В.М. Шестаков
Методические указания утверждены на заседании кафедры
Рецензенты: д.т.н., проф. А.Л. Фрадков, ИПМаш РАН
к.т.н., доц. В.И. Репкин, ПИМаш
© Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ), 2007
© Томчина О. П., Шарякова О. Л., Епишкин А. Е., Шаряков В. А., 2007
Введение
Настоящие методические указания служат пособием для студентов института, выполняющих лабораторные и курсовые работы по теории линейных систем автоматического управления и автоматизированному электроприводу. Целью практикума является закрепление теоретического материала по дифференциальным уравнениям, передаточным функциям, временным и частотным характеристикам звеньев и автоматических систем, их устойчивости, влиянию параметров и структуры систем на показатели качества процессов управления в переходном и установившемся режимах функционирования, исследованию систем с запаздыванием.
Особенностью данного практикума является его выполнение на персональных компьютерах с использованием системы MATLAB-Simulink, позволяющей автоматизировать процесс анализа систем управления, представленных в виде структурных динамических схем.
Практикум предусматривает выполнение шести лабораторных работ для приобретения практических навыков при анализе основных свойств линейных систем управления во временной и частотной областях.
Лабораторная работа № 1 изучение системы имитационного моделирования
MATLAB - SIMULINK
Цель работы
Ознакомление с системой MATLAB, приобретение практических навыков исследования систем автоматического управления (САУ) с помощью приложенияMATLAB– системой имитационного моделированияSimulink.
1.1. Основные сведения
MATLAB- это язык программирования сверхвысокого уровня, предназначенный для технических вычислений. Он включает в себя вычисления, визуализацию и программирование в легкой для использования среде, где задачи и решения представлены в общей математической форме.MATLABявляется интерактивной системой, в которой основные элементы данных представлены массивами, не требующими предварительного задания размерности. Это позволяет решать множество технических задач, особенно в матричной и векторной форме, а также писать программу на традиционных скалярных языках, таких как Си или Фортран.
Название "MATLAB" произошло от сокращения слов "matrixlaboratory". СистемаMATLABсостоит из пяти основных частей:
1. Язык программирования MATLAB. Это матрично-массивный язык высокого уровня с управлением состоянием, функциями, структурами данных, входом/выходом, и объектно-ориентированным программированием.
2. Рабочая среда MATLAB. Это графический интерфейс, с которым работает пользователь. Включает рабочий столMATLAB, командное окно, редактор и отладчик файловMATLAB, справочный броузер.
3. Графическая система MATLAB. Содержит команды высокого уровня для двухмерного и трехмерного представления данных, обработки изображений, анимации. Также содержит набор команд низкого уровня, позволяющих пользователю построить собственный интерфейс.
4. Библиотека математических функций MATLAB. Содержит набор вычислительных алгоритмов, начиная с элементарных арифметических функций (сложение/вычитание, тригонометрические функции) и заканчивая сложными функциями, такими как обращение матриц и преобразования Фурье.
5. Интерфейс прикладных программ MATLAB. Эта библиотека позволяет писать программы на языках Си и Фортран, взаимодействующие сMATLAB. Включает в себя устройства вызова изMATLAB(динамической связи), вызоваMATLABкак вычислительного механизма, и для работы сMAT-файлами.
Simulinkявляется программой для имитационного моделирования и анализа динамических систем, входящей в состав пакетаMATLAB.Simulinkпозволяет строить модели в виде унифицированных блоков на экране компьютера и может работать с линейными, нелинейными, непрерывными, дискретными моделями или их сочетаниями с большим числом переменных.