В.А. Кондратьев, А.Л. Соловьев. Компьютерные технологии в расчетах и моделировании средств и систем автоматики. Предисловие (Общая характеристика программно-инструментальных средств, применимых для анализа свойств элементов и систем автоматики. Программно-инструментальные средства для синтеза систем управления с аналоговыми и дискретными регуляторами. Разработка структурных схем динамических моделей электромагнитного привода. Моделирование электромагнитного привода), страница 2

4.2. Выбор параметров цифрового регулятора........................................... 63

Библиографический список................................................................................... 65

ПЕРЕЧЕНЬ наиболее ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АРСС	–	авторегрессия скользящего среднего
АЦП	–	аналого-цифровой преобразователь
АЧХ	–	амплитудно-частотная характеристика
БЗ	–	блок задания
ДОС	–	датчик обратной связи
КЭМП	–	комплектный электромагнитный привод
ЛАЧХ	–	логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
ЛФЧХ	–	логарифмическая фазочастотная характеристика
ОУ	–	объект управления
ОС	–	обратная связь
ПФ	–	передаточная функция
РО	–	рабочий орган
САУ	–	система автоматического управления
СЛАУ	–	система линейных алгебраических уравнений
СПиУ	–	средства питания и управления
СУ	–	согласующее устройство
УМ	–	усилитель мощности
УСО	–	устройство связи с объектом
ХПЗС	–	характеристический полином замкнутой системы
ЦАП	–	цифроаналоговый преобразователь
ШИП	–	широтно-импульсный преобразователь
ЭМД	–	электромагнитный двигатель
ЭМС	–	электромагнитная система

Предисловие

Вычислительная среда MATLAB (сокращение от Matrix LABoratory) предназначена для инженерных расчетов. Математический аппарат среды опирается на вычисления, производимые с матрицами, векторами и комплексными числами. Графическое представление функциональных зависимостей соответствуют инженерной документации. Язык программирования среды MatLab весьма прост, он содержит лишь несколько десятков операторов. Это компенсируется большим числом процедур и функций, содержание которых понятно пользователю, имеющему соответствующую математическую и инженерную подготовку. Практически все процедуры и функции доступны не только для использования, но и модификации. Они могут быть использованы в режиме мощного научного калькулятора, а также составления программ, предназначенных для многоразового применения.

Вычислительная среда MATLAB предоставляет широкие возможности синтеза динамических моделей различных устройств, расчета аналоговых и цифровых средств управления ими.

Настоящее пособие написано с учетом опыта применения авторами вычислительной среды MATLAB для математического моделирования и создания электромеханических устройств на кафедре автоматики НГТУ. Оно предназначено для углубленного изучения и приобретения практических навыков исследования свойств, а также наладки средств и систем автоматического управления.

Чтобы развить представление об инженерной практике применения структурного моделирования динамических свойств электротехнических устройств, авторы две главы посвятили  разработке электромагнитного привода постоянного тока. При кажущейся простоте исполнения электромагнита, как исполнительного электромагнитного двигателя, он является весьма сложным объектом управления в замкнутой системе, что обусловлено  нелинейной зависимостью его свойств от двух параметров состояния (тока обмотки и воздушного зазора). материал пособия предназначен для развития практических навыков в области структурно-параметрического синтеза систем управления, базовые знания о котором сформированы, например, на основе [2 − 4]. пособие не претендует на полноту рассмотрения вопросов, с которыми может столкнуться читатель при работе в среде MATLAB. Начальные навыки по установке на ПК, освоению приемов программирования в среде MATLAB можно приобрести, работая с материалами, изложенными в [5 – 9, 12, 14, 15]. Ознакомиться с понятиями математического моделирования применительно к решению проблем создания электромеханических элементов и систем в среде визуального программирования Simulink можно по [5 − 7, 10, 12]. С помощью пакета PowerSystemBlockset 2.0 (начиная с версии matlab 6 это раздел SimPowerSystems [9]) можно самостоятельно развить навыки моделирования электротехнических устройств и систем конкретного назначения, в которых используется распространенное электротехническое оборудование (трансформаторы, дроссели, конденсаторы, вращающиеся электрические машины, коммутационное оборудование, полупроводниковые средства электропитания).

В первой главе дан обзор программно-инструментальных средств вычислительной среды MATLAB (версии 6.0 и 6.5), которые могут быть применены при анализе динамических свойств и синтезе регуляторов систем автоматического управления и регулирования.

Вторая глава посвящена  синтезу аналоговых и дискретных регуляторов систем управления с использованием средств, рассмотренных в первой главе.

Материал третьей главы совместно с [13] позволит сформировать представление о технологии структурного моделирования средств автоматики на примере электромагнитного привода.

Четвертая глава посвящена  вопросам настройки системы автоматического регулирования электромагнитным приводом посредством математического моделирования его свойств и последующего переноса полученных результатов в микроконтроллер, выполняющий функции цифрового регулятора.