border=0


border=0

MODERNÉ PROSTRIEDKY RIEŠENIA PROBLÉMOV TEÓRIE AUTOMATICKEJ REGULÁCIE

Vývoj počítačovej technológie umožnil efektívne využívať matematické metódy známe viac ako storočie a pol na numerické riešenie systémov diferenciálnych rovníc. V tomto prípade sa dosiahne presnosť výpočtov, v mnohých prípadoch presahuje nevyhnutnú mieru. Je celkom vhodné zorganizovať zadávanie údajov a interpretovať výsledky. Medzi nástroje, ktoré sa bežne používajú špecificky na problémy teórie automatického riadenia, patria nasledujúce.

1. Programovacie prostredie HP VEE pre Windows (prostredie vizuálneho inžinierstva Hewlett-Packard) a jeho vývoj - prostredie VEE PRO. Vyznačujú sa širokou matematickou podporou, pokročilými funkciami služby a umožňujú užívateľovi navrhovať programy spájaním štandardných piktogramov z fondov systémovej knižnice a prezentáciou údajov vo forme, ktorá je prirodzená pre inžiniersky a vedecký výskum. Obrázok 6.1 zobrazuje príklad modelu na riešenie problému analýzy systému „objekt-PID-kontrolér“.

Obr. 6.1. Model „objekt - radič PID“ v prostredí HP VEE.

Pri práci v tomto prostredí vznikajú určité ťažkosti, ak sa problém týka systému so spätnou väzbou, ktoré sa však prekonaním získajú nejaké skúsenosti.

2. Balík matematických programov Maple 6 a jeho vývoj. Umožňuje okrem mnohých ďalších vecí aj riešenie problémov v symbolickej podobe (ak sú také riešenia možné), čo je veľmi dôležité napríklad pri hľadaní prenosovej funkcie prepojovacieho systému. Písanie programov v jazyku tohto balíka je čo najbližšie k tradičným matematickým výrazom. Veľmi dobre navrhnutý program na podporu používateľov obsahujúci mnoho príkladov. Ďalej je uvedený program na riešenie problému analýzy veľkosti rádov ATS 4 pomocou PID regulátora s priebežnými výsledkami nájdenia prenosovej funkcie ATS poruchou a obrázok 6.2 zobrazuje výsledky riešenia (prechodné grafy). Nižšie je uvedený program pre nejaký nelineárny systém 3 rádov a na obr. 6.3 - prechodné procesy v ňom.

OBJEDNÁVKY ATS 4 S REGULÁTOROM PIDOV

Diferenciálne rovnice

OR (T0p + 1) Y = KxX-KzZ

SE (T22p ^ 2 + T1p + 1) X1 = -Y

IM + PO pX = Kp * pX1 + KiX1 + Kdp ^ 2X1

Prenosové funkcie

> reštartovať; Wx: = Kx / (T0 * p + 1): Wz: = - Kz / (T0 * p + 1): W1: = 1 / (T22 * p ^ 2 + T1 * p + 1): W2: = Ki / p + Kp + Kd * p: Wp: = W1 * W2: wc: = Wz / (1 + Wx * Wp); s: = zjednodušiť (wc): Ws: = zbierať (s), p);

>

s (grafy): TO: = 1: Kx: = 1: Kz: = 1: T22: = 0,05: T1: = 0,2: Kp: = 2,0: Ki: = 2: Kd: = 0,5: sys: = T0 * diff (y (t), t) + y (t) = Kx * x (t) -Kz * 1 (t), T22 * diff (x1 (t), t $ 2) + T1 * diff (x1 (t) , t) + x1 (t) = - y (t), diff (x (t), t) = Kp * diff (x1 (t), t) + Ki * x1 (t) + Kd * diff (x1 ( t), t $ 2): fcns: = {y (t), x1 (t), x (t)}: p: = rozpustiť ({sys, y (0) = 0, x1 (0) = 0, D (x1) (0) = 0, x (0) = 0}, fcns, typ = numerický, metóda = rkf45): odeplot (p, [[t, x (t)], [t, x1 (t)] , [t, 0 (t)], [t, y (t)], [t, 1 (t)]], 0,10, hrúbka = 1, hroty = 101, farba = čierna, štítky = [t , y]);

>

Obr. 6.2. Prechodné príkazy ATS 4.

> reštartovať;

> s (grafy): a: = 0,15: c: = 0,5: b: = a + c: T0: = 2: T1: = 0,2: Tc: = 0,25: Kx: = 2: Kp: = 5: pn: = 501: z (t): = 0,25 (t): e (t): = x1 (t) -x (t): f (t): = po častiach (e (t) <- b, -c, e (t)> = - b a e (t) <- a, c * (e (t) + a) / (ba), e (t)> = - a a e (t) <a, 0, e (t)> = a a e (t) <b, c * (e (t) -a) / (ba), c): sys: = T0 * diff (y (t), t) + y (t) ) = Kx * x (t) -z (t), T1 * diff (x1 (t), t) + x1 (t) = - Kp * y (t), Tc * diff (x (t), t) = f (t): fncs: = {y (t), x1 (t), x (t)}: p: = rozpustiť ({sys, y (0) = 0, x1 (0) = 0, x ( 0) = 0}, fncs, typ = numerický, metóda = rkf45): odeplot (p, [[t, y (t)], [t, x1 (t)], [t, z (t)], [ t, x (t)], [t, e (t)], [t, f (t)]], 0,10, hroty = pn, štítky = [t, "y, x1, z, x, (x1-x), f "], hrúbka = 2, title =` red = y, green = x1, yellow = z, blue = x, magenta = (x1-x), aquamarine = f`);

Varovanie, meno changecoords bolo predefinované

Obrázok 6.3. Prechody v nelineárnej ATS.

3. Softvérový balík MATLAB od verzie 6. Mimoriadne výkonný nástroj na riešenie veľkého množstva úloh. Obsahuje balík SIMULINK, ktorý sa špecializuje na riešenie problémov automatickej regulácie. SIMULINK má rozsiahlu knižnicu prvkov automatizačného systému vrátane lineárnych a nelineárnych, spojitých a diskrétnych prvkov. Riešením problému je zostavenie štrukturálnej schémy systému, určenie parametrov jednotlivých prvkov, výber preferovanej možnosti na zobrazenie výsledkov a vykonanie výpočtu. Balík obsahuje ponuku metód numerického riešenia, ktoré umožňujú automatický výber kroku (konštantný alebo variabilný). Zaručená relatívna chyba riešenia je 1 * 10-14 . Existuje rozvinutá štruktúra pomoci používateľom. Kapacita balíka SIMULINK, ktorý má nezávislé fungovanie, bez konzultácií s dokumentáciou, je asi 200 megabajtov.

Obr. 6.4 zobrazuje štruktúru prijatú na štúdium činnosti systému na reguláciu rýchlosti hriadeľa hlavného lodného dieselového motora v podmienkach morských vĺn pre dva rôzne spínacie obvody regulátora: konečný a all-mode.

Obrázok 6.4. Modely ATS s regulátormi,

zahrnuté v rôznych vzoroch.

Výsledky riešenia (procesné grafy) sa zobrazia vo forme preferovanej výskumníkom, napríklad rovnakým spôsobom ako v Maple. Zároveň existujú možnosti veľmi flexibilného priblíženia v širokom rozsahu.

Odporúčané čítanie

1. Besekersky V.A., Popov E.V. Teória automatických systémov riadenia. M.: Nauka, 1972 - 767 s.

2. Voronov A.A. Základy teórie automatického riadenia. Časť 1. M.: Energy, 1965 - 396 s.

3. Voronov A.A. Základy teórie automatického riadenia. Časť 2. M., Energy, 1966, 384, str.

4. Gitis E.I., Danilovich G.A., Samoilenko V.I. Technická kybernetika. M.: Soviet Radio, 1969 - 486 s.

5. Ed. Ponomareva V.M. a Litvinova A.P. Základy automatickej regulácie a kontroly. M.: Higher School, 1974.- 439 s.

6. Ed. Solodovnikova V.V. Technická kybernetika. Kniha 1. - 768 s., Kniha 2. - 679 s., Kniha 3, časť 1. - 607 s., Časť 2. - 367 s. M .: Engineering, 1967 - 1968.

7. Jurevič E.I. Teória automatického riadenia. L. Energy, 1975 - 404 s.





Prečítajte si tiež:

Typické vonkajšie vplyvy.

Interakcia objektu a regulátora. Právne predpisy

Hlavné rozdiely medzi nelineárnymi a lineárnymi systémami.

Stabilita automatických systémov.

Zloženie automatického kontrolného systému.

Späť na obsah: AUTOMATICKÁ REGULÁCIA Teória

2019 @ edudocs.pro