- •Управление как процесс достижения цели
- •Роль автоматизации в жизни человека
- •Общие принципы построения сау
- •Декомпозиция общей цели управления. Частные задачи управления
- •Классификация сау по решаемым задачам
- •Определение моделирования и модели
- •Цели моделирования и познания
- •Виды моделей
- •Цель и противоречивость задачи математического описания
- •Характерные объекты управления
- •Способы получения математических моделей объекта
- •Лекция №4 simulink, как удобное средство цифрового моделирования динамических объектов и систем Общая характеристика Simulink
- •Основы работы с пакетом Simulink
- •Запуск пакета Simulink
- •Особенности интерфейса Simulink
- •Библиотека базовых компонентов. Ее структура и состав
- •Технология сборки модели в Simulink и запуск модели
- •Simulation time (Интервал моделирования или время расчета)
- •Solver options (Параметры расчета)
- •Output options (Параметры вывода)
- •Настройка масштаба осциллограмм.
- •Выделение, удаление и восстановление объектов
- •Меню форматирования модели Format
- •Лекция №5 блоки источников сигналов как базовые модели динамических процессов (входных воздействий) Общий обзор источников
- •Источник постоянного воздействия Constant
- •2. Источник синусоидального воздействия Sine Wave
- •3. Источник нарастающего воздействия Ramp
- •4. Источник ступенчатого воздействия (одиночного перепада) Step
- •5. Источник временного сигнала Clock
- •6. Цифровой источник времени Digital Clock
- •7. Источник прямоугольных импульсов Pulse Generator
- •8. Генератор сигналов Signal Generator
- •9. Блок периодического сигнала Repeating Sequence
- •15. Блок считывания данных из рабочего пространства From Workspace
- •Лекция №6 блоки отображения и регистрации процессов базовые и специальные sinks - приемники сигналов
- •Осциллограф Scope
- •2. Графопостроитель ху Graph
- •3. Цифровой дисплей Display
- •4. Блок остановки моделирования Stop Simulation
- •5. Блок сохранения данных в файле То File
- •6. Блок сохранения данных в рабочей области То Workspace
- •Передаточная функция
- •Преобразование Лапласа
- •Блок передаточной характеристики Transfer Fcn
- •Лекция №8 типовые динамические звенья систем автоматического управления Понятие о типовых динамических звеньях систем автоматического управления. Понятие переходной характеристики
- •Организация в Simulink компьютерных экспериментов по снятию переходных характеристик типовых звеньев
- •Классификация типовых динамических звеньев
- •Типовые динамические звенья и их переходные характеристики
- •Рекомендации по выбору шага и времени моделирования для проведения компьютерного эксперимента по снятию переходных характеристик динамических звеньев
- •Пример проведения компьютерного эксперимента по получению переходной характеристики статического инерционного звена первого порядка в Simulink
- •Лекция №9 соединение звеньев и получение их переходных характеристик. Понятие эквивалентных преобразований Типовые соединения звеньев
- •Последовательное соединение звеньев
- •П араллельное соединение звеньев
- •3 . Соединения с обратной связью
- •Получение передаточной функции системы с нетиповыми соединениями звеньев
- •Правило переноса суммирующего элемента
- •Правило переноса точек разветвления
- •Лекция №10 частотных характеристик динамических звеньев и систем Частотная передаточная функция и частотные характеристики
- •Проведение компьютерных экспериментов по получению частотных характеристик динамических звеньев и систем
- •Частотные передаточные функции и частотные характеристики типовых звеньев
Simulation time (Интервал моделирования или время расчета)
Время расчета задается указанием начального (Start time) и конечного (Stop time) значений времени расчета. Начальное время, как правило, задается равным нулю. Величина конечного времени задается пользователем исходя из условий решаемой задачи.
Solver options (Параметры расчета)
При выборе параметров расчета необходимо указать способ моделирования (Type) и метод расчета нового состояния системы. Для параметра Type доступны два варианта - c фиксированным (Fixed-step) или с переменным (Variable-step) шагом.
!!!Шаг моделирования – это интервал времени через который производится очередное вычисление. Т.е. от выбранного шага и времени моделирования будет зависеть количество полученных точек моделирования, а соответственно и графические результаты моделирования. Например, выбор сильно большого шага может исказить результаты моделирования, а выбор слишком маленького шага может слишком увеличить время, в течение которого завершиться расчет. Поэтому при моделировании динамических систем пользуются определенными правилами (с ними вы познакомитесь чуть позже) для выбора предварительного шага и времени моделирования. Затем проводят моделирование и по его результатам делают вывод о том, правильно ли были выбраны шаг и время моделирования или их необходимо скорректировать и провести моделирование снова.
Список методов расчета нового состояния системы содержит несколько вариантов. Первый вариант (discrete) используется для расчета дискретных систем. Остальные методы используются для расчета непрерывных систем. Эти методы различны для переменного (Variable-step) и для фиксированного (Fixed-step) шага времени, но, по сути, представляют собой процедуры решения систем дифференциальных уравнений. Подробное описание каждого из методов расчета состояний системы приведено во встроенной справочной системе MATLAB.
Ниже двух раскрывающихся списков Type находится область, содержимое которой меняется зависимости от выбранного способа изменения модельного времени. При выборе Fixed-step в данной области появляется текстовое поле Fixed-step size (величина фиксированного шага) позволяющее указывать величину шага моделирования. Величина шага моделирования по умолчанию устанавливается системой автоматически (auto). Требуемая величина шага может быть введена вместо значения auto либо в форме числа, либо в виде вычисляемого выражения (то же самое относится и ко всем параметрам устанавливаемым системой автоматически).
Вкладка Solver при выборе фиксированного шага расчета
При выборе Fixed-step необходимо также задать режим расчета (Mode). Для параметра Mode доступны три варианта:
MultiTasking (Многозадачный) – необходимо использовать, если в модели присутствуют параллельно работающие подсистемы, и результат работы модели зависит от временных параметров этих подсистем. Режим позволяет выявить несоответствие скорости и дискретности сигналов, пересылаемых блоками друг другу.
SingleTasking (Однозадачный) - используется для тех моделей, в которых недостаточно строгая синхронизация работы отдельных составляющих не влияет на конечный результат моделирования.
Auto (Автоматический выбор режима) - позволяет Simulink автоматически устанавливать режим MultiTasking для тех моделей, в которых используются блоки с различными скоростями передачи сигналов и режим SingleTasking для моделей, в которых содержатся блоки, оперирующие одинаковыми скоростями.
При выборе Variable-step в области появляются поля для установки трех параметров:
Мах step size - максимальный шаг расчета. По умолчанию он устанавливается автоматически (auto) и его значение в этом случае равно (StopTime — StartTime)/50. Довольно часто это значение оказывается слишком большим, и наблюдаемые графики представляют собой ломаные (а не плавные) линии. В этом случае величину максимального шага расчета необходимо задавать явным образом.
Мin step size - минимальный шаг расчета.
Initial step size - начальное значение шага моделирования.
При моделировании непрерывных систем с использованием переменного шага необходимо указать точность вычислений: относительную (Relative tolerance) и абсолютную (Absolute tolerance). По умолчанию они равны соответственно 10-3 и auto.
!!! Для нашей модели установим следующие параметры Start time=0 Stop Time =10.
