Роль моделирования в технике. Основные определения теории моделирования. Описание процесса компьютерного моделирования. Технические объекты моделирования, параметры объектов. Классификация моделей. Требования к моделям. Обзор методов построения математических моделей, страница 10

–  создать m-файл (r.m)

–  разработать подсистему, реализующую описание правой части ур-я: S(t,y,y')

–  разработать подсистему интегрирования с вычислением y и y'

–  разработать основную модель GD.mdl, включающую 2 подсистемы и запустить

Блок описан 2-й части уравнения

 
Присоединение: set_param(‘GD’,’PreLoadFcn’,’r’)


В Simulink есть блок - редактор ДУ (DEE). Но нужно приводить ОДУ или систему к виду Коши. Запускается DEE указанием имени редактора в окне команд системы Matlab.    >>dee

Этот блок копируем в окно модели и раскрываем окно параметров блока DEE:

1. number of inputs – кол-во варьируемых воздействии на входе системы

2. X0 – начальные условия для решения ДУ

3. First order equations – задаются правые части LE, разрешенных относительно первых производных

4. output equations – переменные, которые будут являться решениями ОДУ

Смоделируем расчет переходного процесса в последовательном колебательном контуре, представленным системой диф. ур.:

Для решения в DEE перейдем к стандартным переменным этого блока: x – для корней систем,

n – для входных воздействий

i  - x(1);   Uc- x(2);   e – U(1)


38. Моделирование электрических схем в пакете SimpowerSystem

Этот пакет для моделирования электроэнергетических систем. Типовые уст-ва для моделирования (трансформаторы, преобразователи, линии электропередач, электромашины). С помощью пакета можно рассчитать: установившейся режим работы системы на переменном токе, полное сопротивление участка цепи, частотные хар-ки, устойчивость, гармонический анализ токов и напряжений.

Cоставление схем в SimPowerSystem (SPS) существенно отлич от составления схем в Simulink (S). В S соединяемые блоки -программы мат. преобразования вх величин блока в вых независимо от их физ содержания, и линии соединения переносят некоторый инфо сигнал. Соединение блоков в SPS - имитация электро соединений, линии соединений - идеальная проводная связь для передачи электро сигнала от вых одного блока к вых другого. Сами блоки SPS - модели электрич процессов, протекающих в уст-ве, поведение которого моделируется. Вх и вых SPS-блоков в отл от блоков S, показывают направление передачи сигнала, т.к. они фактически эквиваленты электрич контактов. Сигнал от S-блока к SPS-блоку передается ч/з управление источником тока или напряжения, наоборот ч/з измерители. Перед началом расчета SPS модели происходит ее инициализация.

Библиотека SimPowerSystem состоит из разделов: Electrical Source, Elements, Power Electronics – элементы силовой электроники, Machines – электрические машины, Measurements – измерители. ElectronicalSources – содерж блоки, моделирующие источники тока и напряжения. В него входятисточники переменного напряжения и тока, управляемые источник напряжения и тока, трехфазный источник (соединение звездой), трехфазный программируемый источник, источник постоянного напряжения. Elements группы: Elements – блоки, имитирующие элементарные, последовательные и || соединения RLC – цепей, Lines – блоки, имитирующие линии электропередач, Breakers – блоки, имитирующие ключи (Breaker моделирует уство включения и выключения перем тока. Может управляться внешним входным воздействием, например, от таймера),

Transformers – трансформаторы

Проведение экспериментов c SimPowerSystem –моделью с исп m-файла:

M-файл:

Clear all

Open (‘1.mdl’)

Figure (1)

For R = 1:2:11

Set_param (‘1/series RLC Branch’,’a’)

Sim(‘1’)

Line(tout,yout) // построение линии графика

end
39. Общие понятия теории автоматического управления (ТАУ)

Объект управления (ОУ)- то, чем будем управлять.

Управление без участия человека- автоматическое управление.

Совокупность ОУ- средств  автоматического управления называется системой автоматического управления (САУ).

Управляющий орган (УО)- реостат, вентиль, заслонка…

Параметры, на которые реагирует УО- чувствительные элементы (ЧЭ).

Управляющее воздействие u(t)- это воздействие, прикладываемое к УО объекта с целью поддержания требуемых значений управляемой величины. Оно формируется устройством управления (УУ).

Задающее устройство (ЗУ)- устройство, задающее программу изменения управляющего воздействия, т.е. формирующие задающий сигнал uo(t).

Величина F(t) - возмущение. Отражает влияние на выходную величину y(t) изменений опр. среды, нагрузки.

 

Сигнал определяется лишь формой изменения физической величины, он не имеет ни массы, ни энергии, поэтому в узлах он не делится и по всем путям от узла идут одинаковые сигналы, равные сигналу, входящему в узел.

Суммирование сигналов осуществляется в сумматоре, вычитание в сравнивающем устройстве.

 



40. Принципы управления и динамический режим работы САУ.

Принято различать 3 фундаментальных принципа управления: принцип разомкнутого управления, принцип компенсации, принцип обратной связи.

Сущность принципа разомкнутого управления:

-программа управления жестко задана в задающем устройстве.

-управление не учитывает влияние возмущения на параметры процесса. Если возмущающий фактор испытывает выходную величину до недопустимых пределов, то применяют принцип компенсации (КУ- корректирующее устройство).

Пусть y0 - значение выходной величины, кот требуется обеспечить согласно программе. Из-за возмущения F на выходе регистрируется значение y. Если каким-то образом удается измерить величину F, то можно откорректировать управляющее воздействие u на входе ОУ, суммируя сигнал УУ с корректирую-щим воздействием, пропорциональным возмущению F и компенсир его влияние.

Достоинство принципа компенсации: быстрой реакции на возмущении.

Недостаток: невозможно учесть все возможные возмущения. Наиболее распрост

принцип обратной связи. Здесь упр воздействие корректируется в завис от вых величины ω и не важно, какие возмущения действуют на OУ. Если значение y(t) отклоняется от требуемого, то корректируется сигнал u(t) с целью уменьшения данного отклонения. Связь выхода OУ с его входом - главная обратная связь (ОС)