Структурная схема моделируемой системы. Математическое описание и сходных данных. Структурная схема системы

1.  Структурная схема моделируемой системы

Рис.1. Структурная схема системы

2. Математическое описание и сходных данных

 Модели входных сигналов

По каналу передачи управляющего воздействия:

           

Разделим правую и левую часть на Т₀, получим:

                      

Далее будем пользоваться именно такой записью.

По каналу передачи возмущающего воздействия:

    

Перейдем к дискретному виду:    

3.   Определение дискретной модели непрерывной части системы и соответствующего разностного уравнения

Находим дискретную передаточную функцию объекта по каналу управления:

                  

Пусть:

                

                       

              

Обозначим:                    .

Пусть . Приведем к общему знаменателю:

Подставим в дискретную передаточную функцию объекта по каналу управления:

;

;

;

Разделив обе части на z² (наиб степень) получим:

Разностное уравнение для канала управления будет выглядеть так:

4. Определение непрерывной и дискретной модели нелинейной характеристики РО

В моделируемой системе нелинейная характеристика присутствует в регулирующем органе. Вид нелинейности – «Зона нечувствительности».

Отобразим характеристики НЭ на рис.2:

Рис.2. График зоны нечувствительности.

, B1, B2.

По рис.2 видно, что существует 3 участка прямой линии, кот соответствуют 3-м диапазонам входного сигнала:

1-ый участок:                           -∞ ; B1

2-ой участок:                           B1 ; B2

3-ий участок:                           B2 ; +∞.

Построим модель зоны нечувствительности:

5. Система разностных уравнений, описывающих работу замкнутой системы

1. 

2. 

Так как Y₁[n] мы находим в конце первого расчета системы, данное уравнение будет выглядеть так:

3.  Расчет цифрового регулятора

       

          

     

4.  Аналогично для канала возмущения:

5.   Уравнение с учетом возмущения:

Z=R+f2

6.  Выход ИМ:

S=Z*kим

7.  Расчет НЭ

8.  Перепишем разностное уравнение для канала управления:

9.  С датчика пойдет сигнал:

Анализ системы уравнений при составлении её программного обеспечения с целью определения типа переменных и способа их хранения.

Типы переменных:

-  простая переменная;

-  переменная с первоначальным значением;

-  массив.

Рассмотрим переменную X[n]. В пункте 2 рассчитывается текущее значение, а в уравнении 3 используется предыдущее, значит нужно оформить X как массив. Аналогично рассуждая получим:

X, Y₁, U, Y – массив,

R – переменная с первоначальным значением,

F2, S, Z – простые переменные.

6. Блок – схема алгоритма имитационного моделирования системы

Рис.3. Исходные данные

7. Эскиз формы ввода, редактирования данных, вывода результатов моделирования в табличном, графическом  виде

Рис.4. Вид и параметры нелинейного элемента

Рис.5. Переходный процесс линейной системы по задающему воздействию

Рис.6. Переходный процесс линейной системы

по возмущающему воздействию

Рис.7. Вид и параметры нелинейного элемента

Рис.8. Переходный процесс нелинейной системы по задающему воздействию

Рис.8. Переходный процесс нелинейной системы

по возмущающему воздействию

8. Распечатка текста основного программного модуля

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, ComCtrls, StdCtrls, Grids, TeEngine, Series, TeeProcs, Chart,

ExtCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

PageControl1: TPageControl;

TabSheet1: TTabSheet;

TabSheet2: TTabSheet;

TabSheet3: TTabSheet;

TabSheet4: TTabSheet;

TabSheet5: TTabSheet;

Image1: TImage;

Panel1: TPanel;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

Edit1: TEdit;

Edit2: TEdit;

Edit3: TEdit;

Panel2: TPanel;

Label5: TLabel;

Label6: TLabel;

Edit4: TEdit;

Panel3: TPanel;

Panel4: TPanel;

Label7: TLabel;

Label8: TLabel;

Edit5: TEdit;

Label9: TLabel;

Label10: TLabel;

Edit6: TEdit;

Panel5: TPanel;

Label11: TLabel;

Label12: TLabel;

Label13: TLabel;

Edit7: TEdit;

Edit8: TEdit;

Panel6: TPanel;

Label14: TLabel;

Label15: TLabel;

Edit9: TEdit;

Button1: TButton;

Button2: TButton;

Image3: TImage;

Image4: TImage;

Image5: TImage;

Panel8: TPanel;

Panel9: TPanel;

Panel10: TPanel;

Label19: TLabel;

Label20: TLabel;

Edit12: TEdit;

Label21: TLabel;

Label22: TLabel;

Label23: TLabel;

Edit13: TEdit;

Edit14: TEdit;

Label24: TLabel;

Image6: TImage;

Panel11: TPanel;

Chart1: TChart;

Series1: TLineSeries;

Panel12: TPanel;

Label25: TLabel;

StringGrid1: TStringGrid;

Button3: TButton;

Label26: TLabel;

ComboBox1: TComboBox;

Chart2: TChart;

Panel13: TPanel;

Label27: TLabel;

StringGrid2: TStringGrid;

Label28: TLabel;

ComboBox2: TComboBox;

Button4: TButton;

Label29: TLabel;

Edit15: TEdit;

Label30: TLabel;

Label31: TLabel;

Label32: TLabel;

Edit16: TEdit;

Series2: TLineSeries;

Series3: TLineSeries;

Series4: TLineSeries;

Series5: TLineSeries;

Series6: TLineSeries;