2. Описание модели спс

Модель исследуемой системы строится в пакете Scicos в соответствии со схемой, изображенной на рис. 6.

Рис. 6

Модель объекта управления (5) набирается из двух блоков интеграторов “Int1”, “Int2”, блоков “Sum” и “Gain”, последний задает параметр b. Заметим, что b > 1.

Положение линии переключения τx₂ + x₁ = 0 задается с помощью блока “Gain1”, позволяющего выставить значение параметра τ, и блока “Sum1”. Положение линии переключения x₁ = 0 определяется выходом x₁ блока “Int1”. Условие смены структуры фиксируется блоком произведения “Product”, извлекаемого из раздела Non_linear библиотеки Scicos.

Закон управления (10) в СПС реализуется блоками “Switch”, “Filter”, “Inv” и “Transport Delay”. Блок “Switch” – звено сравнения и коммутации входов, выполняющее операцию переключения значения выхода с “0” на “ ” и наоборот в зависимости от знака сигнала на выходе блока “Product”. Блок “Inv” осуществляет инвертирование выхода блока “Int1”. Блоки “Continuous fix delay” (звено чистого запаздывания ) и “Filter” (апериодическое звено первого порядка) учитывают постоянное временное запаздывание и инерционность, свойственные реальному СПС-регулятору.

При снятии фазового портрета на горизонтальный вход графопостроителя (блок “CscopeXY” из раздела Sinks библиотеки Scicos ) подается сигнал с выхода блока “Int1”, а на вертикальный – сигнал с выхода блока “Int2”.

3. Порядок выполнения работы

1. Произвести загрузку пакета Scilab 4 из сети и войти в личный пользовательский каталог или создать его с помощью команды !md < имя каталога >.

2. Запустить Scicos из Scilab 4.

3. Используя технологию “drag-and-drop”, построить модель СПС в соответствии с рис. 6.

4. Установить значения параметров системы b, t_з ,T_ф в соответствии с заданным преподавателем вариантом (табл. 1).

Таблица 1

Варианты заданий

№ варианта	1	2	3	4	5
b	1,5	1,4	1,6	1,8	2,0
, с	0,8 2,0	0,4 1,8	0,6 1,6	0,8 1,4	0,1 2,4
,с	0,05	0,04	0,04	0,05	0,03
Tф ,с	0,02	0,01	0,02	0,01	0,02

А. Исследование объекта управления (структура 1)

1. Отключить управляющее воздействие от входа объекта (разорвать связь между выходом блока “Switch” и входом блока “Gain” на рис. 6).

2. Установить время останова в поле Final integration time равным 3 с.

3. Зарегистрировать фазовые траектории для следующих вариантов начальных условий, выставляемых на интеграторах “Int1” и “Int2”с помощью параметра Initial condition:

x₁(0) = 0, x₂(0) = 10;

x₁(0) = 0, x₂(0) = –10.

4. Зарегистрировать процесс x₁(t) для одного из вариантов начальных условий.

Б. Исследование замкнутой системы (структура 2)

1. Охватить объект единичной отрицательной обратной связью, соединив выход инвертора (блок “Inv” ) со входом объекта (блок “Gain”).

2. Установить время останова 10 с.

3. Зарегистрировать фазовую траекторию и процесс x₁(t) для следующих начальных условий:

x₁(0) = 50, x₂(0) = 0.

В. Исследование системы с переменной структурой

1. Восстановить полную схему системы (рис. 6).

2. Установить с помощью блока “Gain1” меньшее из двух значений параметра τ указанное в табл. 1 для заданного варианта.

3. Зарисовать фазовые портреты в СПС в обычном режиме при следующих вариантах начальных условий:

x₁(0) = –50, x₂(0) = 60;

x₁(0) = –50, x₂(0) = –40.

4. Зарисовать процесс x₁(t) для первого варианта начальных условий.

5. Установить значение параметра τ, большее единицы (табл. 1).

6. Зарисовать фазовые портреты в скользящем режиме СПС при начальных условиях для п. 3.

7. Повторить п. 4.