ПРОЕКТУВАННЯ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ
З SISO DESIGN TOOL / MATLAB
Навчальний посібник
Рекомендовано УМО по утворенню
в області радіотехніки, електроніки, біомедичної техніки та автоматизації як навчальний посібник
для студентів вищих навчальних закладів, що навчаються за спеціальністю 210100
«Управління та інформатика в технічних системах»
Розглядаються технології використання графічного інтерфейсу користувача SISO DESIGN TOOL, що входить до складу популярного пакету MATLAB, для інтерактивного проектування лінійних систем управління. Виклад супроводжується прикладами, що ілюструють різні аспекти зазначених технологій.
Призначено для студентів спеціальності 210100 "Управління та інформатика в технічних системах".
Іл. 74. Бібліогр. 8 назв.
Проектована система, регулятор, кореневої годограф, логарифмічні частотні характеристики, модель системи, нулі і полюси, незмінна частина системи, перехідна характеристика
Друкується за рішенням редакційно-видавничої ради
Рязанської державної радіотехнічної академії.
Рецензент: кафедра АИММ Рязанської державної радіотехнічної академії (зав. Кафедрою проф. О.П. Чураков)
Даний інтерфейс дуже корисний при вивченні курсів, присвячених проблемам синтезу систем управління, тому що дозволяє студентам пізнати весь арсенал засобів, що застосовуються при проектуванні систем управління, описуваних моделями типу «вхід-вихід». Зокрема, вивчити вплив розташування нулів і полюсів системи, форми частотних характеристик регулятора і попереднього фільтра на її поведінку як в перехідному, так і в сталому режимах.
У зв'язку з тим, що структурна схема проектованої системи, доступна в рамках розглянутого інтерфейсу, є фіксованою, користувачеві при роботі з ним не потрібно глибоких знань в області візуального моделювання динамічних систем.
Все вищесказане дозволяє рекомендувати даний інтерфейс як базовий інструмент для студентів-заочників при самостійному вивченні основних положень і методів теорії автоматичного управління.
1. Основні відомості про средствеSISODesignTOOL
До складу ППП ControlSystemToolbox інструментальної системи MATLAB6.x включено спеціальний засіб проектування лінійних стаціонарних систем управління SISODesignTool (графічний інтерфейс користувача для проектування одновимірних систем управління), зване надалі скорочено засіб SISOTOOL.
У навчальному посібнику розглянуті основні можливості і функції засобу SISOTOOL.
2.ЗАПУСК СРЕДСТВАSISOTOOL
Щоб запустити средствоSISOTOOL:
а) викличте MATLAB з середовища Windows. потім в меню View активізуйте команду CommandWindow і відмініть всі інші команди.Появляется командне вікно (CommandWindow) системи MATLAB. Ознакою того, що система MATLAB готова до сприйняття і виконання команд, є розташований в останньому рядку текстового поля цього вікна знак запрошення >> (ламані подвійні дужки);
· Дві панелі інструментів, розділені вертикальною лінією. Перша з них є панеллю інструментів характеристик системи і включає в себе шість кнопок із зображенням стрілки, хрестиків, нуліков і гумки, а друга дозволяє змінювати масштаб зображення в графічних вікнах кошти SISOTOOL;
· Текстове поле CurrentCompensator (поточний проектований регулятор) для інформації про передавальної функції C (s) проектованого в
поточний момент регулятора;
· Текстове вікно в поле CurrentCompensator. розташоване після висловлення C (s) = і дозволяє отримувати інформацію про поточне значення коефіцієнта посилення або наведеного коефіцієнта посилення регулятора;
· Графічне поле, розташоване праворуч від поля CurrentCompensator і відображає структурну схему проектованої системи управління;
· Поле RootLocusEditor (C) із зображенням графічного вікна (вікна кореневого годографа), в якому здійснюється засобом SISOTOOL побудова кореневого годографа;
· Поле Open-LoopBodeEditor (C) із зображенням двох графічних вікон, службовців для побудови одна під інший логарифмічних амплітудно-частотної і фазочастотной характеристик розімкнутого контуру (системи);
· Рядок станів, що служить для забезпечення інформацією про хід проектування.
3. ЗАВАНТАЖЕННЯ (ІМПОРТ) МОДЕЛЕЙ
Засіб SISOTOOL служить для вирішення завдання синтезу коригувального пристрою (регулятора) і попереднього фільтра (пристрої прямого зв'язку). Іншими словами, це засіб служить для вибору виду і параметрів керуючого пристрою виходячи з вимог, що пред'являються до якості роботи проектованої системи управління в перехідному і усталеному процесах. При такому вигляді синтезу передбачається, що попередньо отримані (отже, відомі) математичні моделі елементів незмінної частини проектованої системи і що обраний допустимий закон управління, що визначає її структурну схему. До подібних елементів в даному випадку відносяться об'єкт управління і датчик.