Читать курсовая по информатике, вычислительной технике, телекоммуникациям: "Моделирование систем" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Курсовой проект

Моделирование систем Дана алгоритмическая структура объекта (рисунок 1).

Рисунок 1. Алгоритмическая структура объекта. Где передаточные функции звеньев:

Закон регулирования: ПИ.

Канал воздействия Z-X.

Вид переходного процесса: апериодический.

Исследование устойчивости объекта управления

моделирование управление регулятор

Для исследования объекта управления на устойчивость, необходимо, во-первых рассмотреть устойчивость внутреннего контура. Для этого сделаю математическое описание в Control System toolbox: W1=tf([1.2],[1 0]);

W2=tf([5],[13 1]);=tf([9],[15 1]);

[num,den]=pade(13,10);=tf(num,den);=series(w3,w4);(we1);;(we1) В результате получила два графика: амплитудо-фазочастотную характеристику (рисунок 2) и запасы устойчивости по амплитуде и частоте (рисунок 3).

Рисунок 2. АФЧХ

Рисунок 3. Диаграмма Боде По графику АФЧХ видно, что система неустойчива, а также запас устойчивости по амплитуде ∆А=0,23дб и по фазе ∆φ=12,4̊ не соответствуют норме. По этому, нужно изменить параметры звеньев, для обеспечения ∆А>8дб и ∆φ>30̊. Я изменила параметры К=9 в передаточной функции W3(p) на К=3 и время запаздывания τ=13 в передаточной функции W4(p) на τ=2 После чего запасы устойчивости по амплитуде и частоте стали удовлетворять норме (рисунок 4 и рисунок 5).

Рисунок 4. АФЧХ после изменения параметра

Рисунок 5. Диаграмма Боде после изменения параметра На рисунке 4 можно увидеть, что система стала устойчивой, а на рисунке 5, что запасы устойчивости изменились на ∆А=12,3дб, а ∆φ=87,9̊.

Во-вторых, нужно рассмотреть устойчивость внешнего контура системы. Для этого я добавила несколько функций в текст модели, которые помогают описать внешний контур: We2=feedback(we1,w5,-1);=series(w2,we2);(we3);;(we3); Где получила также два графика АФЧХ (рисунок 6) и диаграмму Боде (рисунок 7).

Рисунок 6. АФЧХ внешнего контура.

Рисунок 7. Диаграмма Боде внешнего контура системы. Из рисунка 7 видно, что запас устойчивости по амплитуде ∆А=5,28дб, что не удовлетворяет условию. Для обеспечения необходимого запаса устойчивости изменю коэффициент К=5 в передаточной функции W2(p) на К=3 и получу график на рисунке 8.

Рисунок 8. Диаграмма Боде после изменения коэффициента Можно увидеть, что запас по амплитуде стал равным 9,72дб, что удовлетворяет условию устойчивости.

Для проверки правильности составленного текста программы в Control System toolbox необходимо построить такую же Simulink-модель и сравнить графики при единичном ступенчатом воздействии.

Для начала построю график переходного процесса в Control System toolbox (рисунок 9).

Рисунок 8. График переходного процесса внешнего контура системы. Затем построю Simulink-модель (рисунок 9).

Рисунок 9. S-модель внешнего контура системы. Далее получим график переходного процесса (рисунок 10).

Рисунок 10. График переходного процесса s-модели. Вывод: в данном пункте мы исследовали устойчивость внутреннего и внешнего контуров системы. Внутренний контур стал устойчив после изменения параметра К звена W3(p) на значение равное 3 и транспортного запаздывания на значение равное 2, а для обеспечения запаса устойчивости внешнего контура было необходимо изменить параметр К звена W2(p) на значение равное 3. После проверки правильности написания текста программы, создав систему в Simulink, мы получили абсолютно идентичные графики переходного процесса,

Похожие работы