2.7.3Построение основных частотных и временных характеристик линейной системы управления
Для анализа линейных стационарных систем управления используется инструмент Simulink LTI–Viewer. С помощью данного инструмента можно легко построить частотные характеристики исследуемой системы, получить ее отклики на единичное ступенчатое и импульсное воздействия, найти нули и полюса системы.
Для запуска данного инструмента необходимо:
Задать вход системы: на линии связи входного блока системы нажать правой кнопкой мыши и из раскрывшегося меню выбрать Linearization Points→Input Point.
Задать выход системы: на линии связи выходного блока системы нажать правой кнопкой мыши и из раскрывшегося меню выбрать Linearization Points→Output Point.
Выполнить команду Tools→Control Design→Linear Analysis… в меню окна Simulink модели.
В результате выполнения команды откроется окно Control and Estimation Tools Manager, в котором можно редактировать входные/выходные точки системы, задавать вид отображаемых графиков.
Необходимо выбрать из списка входные/выходные точки системы; указать, какая система рассматривается, – замкнутая или разомкнутая (поле Open Loop, установленный флажок – разомкнутая система); выбрать в раскрывающемся списке поля Plot linear analysis result in a тип характеристики для построения графика линейной модели:
step response plot – переходная характеристика
Bode response plot – диаграмма Боде (ЛАФЧХ)
impulse response plot – импульсная характеристика
Запустить линеаризацию нажатием кнопки Linearize Model в окне Control and Estimation Tools Manager.
Пример 5. Построение частотных и временных характеристик системы управления в Simulink.
Для модели, полученной в примере 4 построим с помощью инструмента Simulink LTI–Viewer переходной процесс, логарифмические амплитудно– и фазо–частотные характеристики.
Модель с заданными входными и выходными точками системы приведена на Рис. 2 .38.
Рис. 2.38. Структурная схема системы управления в окне Simulink с отмеченными входом и выходом системы
Выполняя линеаризацию системы строим графики переходной и логарифмической амплитудно– и фазо–частотных характеристик (Рис. 2 .39 и Рис. 2 .40).
Рис. 2.39. График переходной характеристики системы управления в окне LTI Viewer: 1 – замкнутая система, 2 – разомкнутая система.
Рис. 2.40. График ЛАФЧХ системы управления в окне LTI Viewer: 1 – замкнутая система, 2 – разомкнутая система.
2.8Создание исполняемого файла
2.8.1Назначение компилятора MatLab
Для более удобного использования программы разработанной в среде MatLab необходимо откомпилировать ее в исполняемый файл. Это позволит запускать программу на компьютере, где среда MatLab неустановленна.
Компилятор MatLab используется для преобразования программ MatLab в приложения и библиотеки, которые могут работать независимо от системы MatLab. Можно компилировать M-файлы, MEX–файлы и другие коды MatLab.
Компилятор MatLab поддерживает все особенности MatLab, включая объекты, частные функции и методы. Компилятор MatLab используется для создания:
автономных C и C++ приложений на платформах Windows, UNIX и Macintosh;
C и C++ библиотек совместного использования (динамически подключаемых библиотек, или dll, на Windows).
Компилятор устанавливается вместе с самой программой математического моделирования MatLab. Для этого следует выбрать установку компоненты MatLab Compiler. Компилятор не налагает особых требований к операционной системе, памяти и дисковому пространству. Для работы Компилятора MatLab требуется, чтобы на системе был установлен внешний ANSI C или C++ компилятор, поддерживаемый MatLab.
Для MatLab R2007a можно использовать один из следующих 32-разрядных C/C++ компиляторов:
Lcc C версии 2.4.1 (включен в MatLab), это – только C компилятор, но не C++;
Borland C++ версии 5.5 и 5.6 (эти компиляторы использует Borland C++Builder версии 5.0, и 6.0.);
Microsoft Visual C/C++ (MSVC) версии 6.0, 7.1 и 8.0.