Проектирование линейных систем управления с SISO DESIGN TOOL / MATLAB: Учебное пособие, страница 14

 Текущий регулятор имеет три составляющих, которые подлежат выбору:

          1)  число и значения полюсов;

          2)  число и значения нулей;

     3)  коэффициент усиления регулятора.

Средство SISOTOOL позволяет вводить в разомкнутую систему нули и полюсы  регулятора, а также изменять как их расположение на комплексной плоскости, так  и коэффициент усиления регулятора.

Вы можете ввести нули и полюсы регулятора, а если необходимо, и удалить их одним из следующих путей:

          1) используя кнопки со стрелками панели инструментов (рис. 32), расположенные в окне SISODesignTool;

          2)  применяя команду C(изменение свойств регулятора)  из подменюEdit, входящего в менюCompensators упомянутого в предыдущем пункте окна SISODesignTool;

          3)  с помощью подменю меню правой клавиши мыши, которое можно вызвать в любом из графических окон, открываемых в окне SISODesignTool,в том числе в окнах с изображением корневого годографа и логарифмических частотных характеристик разомкнутой системы.

Первый  путь весьма удобен для размещения и изменения положения нулей и полюсов непосредственно  на плоскости  корневого годографа и в окне с изображением логарифмических частотных характеристик разомкнутой системы с целью добиться выполнения предъявляемых к системе требований. Этот путь позволяет сравнительно просто осуществлять те итерационные шаги, о которых шла речь выше в этом разделе, хотя, разумеется, может потребоваться достаточно большое число шагов для достижения поставленной цели.

Второй  путь привлекает тем, что его выбор позволяет ввести в разомкнутую систему  нули и полюсы со значениями, точно равными желаемым цифрам, с целью, например, скомпенсировать те или иные полюсы объекта. Также этот путь можно использовать для пересмотра значений нулей и полюсов текущего регулятора.

          Третий путь, по сути, равнозначен рассмотренному первому пути, т.е. позволяет осуществить с помощью команд меню правой клавиши мыши те же действия, что и панель инструментов. Однако он дает дополнительную возможность за счет выбора только соответствующей команды, не прибегая к   каким-либо   другим   операциям, ввести   в

систему идеальные интеграторы/ дифференциаторы (команды Integrator/ Differentiator), а также регуляторы с    Рис. 31         опережением/отставанием по фазе (команды Lead/ Lag)[4]. Кроме того,  команда Notch включает в структуру регулятора узкополосный фильтр-пробку, используемый для уменьшения влияния на управляемую величину гармонического шума измерения (помехи) с известной частотой, принадлежащей полосе пропускания системы. Все эти команды входят в подменю AddPole/Zero(ввести дополнительные полюсы/нули) меню правой клавиши мыши (рис.31).

10.1. Введение нулей и полюсов регулятора с помощью панели

инструментов    и меню правой клавиши мыши

          Панель   инструментов   для ввода нулей и полюсов  расположена     в    левом верхнем углу окна SISODesignTool и состоит из шести кнопок (рис. 32). Первая (1) из этих кнопок, нажатая по умолчанию, устанавливает режим, называемый drag (перемещение нулей и полюсов). В этом режиме вы можете:

-  щёлкнув выбранную вами точку на корневом  годографе, расположить в  ней полюс замкнутой системы. Разумеется, при этом изменяются  коэффициент      

усиления регулятора и положение других полюсов замкнутой системы. Численное значение коэффициента усиления или  приведённого коэффициента усиления  текущего регулятора высвечивается   в  окне с названием C(s)=, расположенном ниже панели инструментов корневого годографа;          

  - переместить с помощью мыши любой  из полюсов                                                               замкнутой проектируемой системы, изображаемых в                                    1    2    3    4    5    6    виде  крестика красного       цвета,  по соответствующей    Рис. 32                    этому полюсу  ветви корневого   годографа. Для этого    укажите курсором мыши на желаемый полюс. Курсор принимает форму                                     кулака. Переместите зажатый в  кулак    полюс  в    желаемую точку, расположенную на корневом годографе. Также в этом случае происходит изменение коэффициента усиления регулятора и положения других полюсов замкнутой системы, логарифмическая амплитудно-частотная характеристика разомкнутой системы смещается вверх или вниз;

-  переместить с помощью мыши любой из нулей или полюсов регулятора, изображаемых соответственно в виде ноликов и крестиков красного цвета, в желаемую точку комплексной плоскости, чтобы тем самым изменить свойства регулятора. Эта процедура аналогична той, что была рассмотрена в предыдущем абзаце;

    -  переместить с помощью мыши по логарифмической амплитудно-частотной характеристике любой из маркеров, изображаемых соответственно в виде ноликов и крестиков красного цвета, в желаемую точку, расположенную на этой характеристике, чтобы тем самым изменить свойства регулятора. Эта процедура аналогична той, что была рассмотрена в предыдущих абзацах.                      Вторая (2) кнопка панели инструментов корневого годографа служит  для ввода дополнительных вещественных полюсов регулятора на комплексную плоскость.

10.1.1. Чтобы  ввести вещественные  полюсы регулятора на плоскость корневого годографа:                

а) выберите вторую кнопку панели инструментов корневого годографа. При этом курсор принимает форму наконечника стрелы с крестиком, присоединённым к её острию. Это говорит о том, что панель инструментов переведена в режим введения полюсов;

                    б) переместите курсор в желаемую точку на вещественной оси, в которую вы хотите поместить вещественный полюс, и щёлкните мышью.  При этом вторая кнопка   автоматически отжимается и восстанавливается режим перемещения нулей и полюсов. На  комплексной плоскости появляется вновь введённый  вещественный полюс в виде крестика с отличающимся  от других полюсов разомкнутой системы (полюсов объекта и датчика)  цветом и несколько большим размером (рис. 33), а на логарифмических частотных характеристиках разомкнутой системы - маркер в виде такого же крестика. По умолчанию цвет полюсов регулятора и соответствующих им маркеров  красный, а цвет  других полюсов разомкнутой системы (полюсов объекта и датчика) и соответствующих им маркеров синий.