- •1. Введение в математическое моделирование систем управления
- •1.1. Понятие системы управления
- •1.2. Проблемы адаптации
- •1.3. Методы описания объектов управления
- •1.4. Математическая модель объекта управления
- •1.5. Временная переходная характеристика объекта управления
- •2. Выбор метода метематического моделирования системы управления
- •2.1. Разностные уравнения и рекуррентные формулы
- •2.2. Суть предлагаемого метода математического моделирования
- •2.3. Понятие запаздывания объекта управления
- •2.4. Дискретизация времени
- •2.5. Требования к программе моделирования системами управления
- •2.6. Схема алгоритма основной программы
- •2.7. Таблица переменных
- •3. Запись исходных данных в файл и чтение исходных данных из файла
- •3.1. Исходные данные для моделирования системы
- •3.2. Понятие файла данных
- •3.3. Стандартные процедуры для работы с файлами
- •3.4. Запись в файл
- •3.5. Чтение файла
- •Задание
- •Содержание отчета
- •Цифровая фильтрация
- •Задание
- •Рекомендации
- •5. Идентификация объекта управления
- •5.1. Определение коэффициента усиления объекта управления
- •Содержание отчета
- •5.2. Определение запаздывания объекта управления
- •5.3. Определение постоянной времени объекта управления
- •Задание
- •Содержание отчета
- •6. Программирование таймера. Вывод (распечатка) структурной схемы
- •6.1. Понятие машинного и реального времени
- •6.2. Программирование таймера
- •6.3. Вывод структурной схемы системы управления
- •Задание
- •Содержание отчета
- •7. Программирование узлов, блоков и структурной схемы аср. Построение графика переходного процесса
- •7.1. Блок запаздывания
- •7.2. Апериодическое звено первого порядка
- •7.3. Блок управления (регулятор). Формы законов управления
- •Позиционный алгоритм непосредственного цифрового управления
- •7.4. Блок задания начальных значений
- •7.5. Структурная схема аср
- •Задание
Задание
1. Составить схему алгоритма и программу функционального модуля таймера. В основной программе должно формироваться условие повторного обращения к таймеру.
2. Составить схему алгоритма и программу функционального модуля вывода структурной схемы системы управления, изображенной на рис. 2.1. Использовать следующие имена:
-
x3
xp
y0
xoc
Tk.
3. Включить в основную программу обращения к разработанным подпрограммам.
Содержание отчета
Задание.
Листинг и подпрограмма таймера и вывода структурной схемы.
Вывод результатов.
7. Программирование узлов, блоков и структурной схемы аср. Построение графика переходного процесса
Программирование узлов, блоков и в целом структурной схемы АСР осуществляется с использованием схемы, изображенной на рис. 2.1. путем обхода контура от рекомендуемой т. А.
На рис. 7.1 изображен фрагмент схемы рисунка 2.1, где показано два элементарных звена модели объекта: e-sτм - блок запаздывания и апериодическое звено первого порядка Н*м (s).
Рис. 7.1. Фрагмент структуры модели объекта
7.1. Блок запаздывания
Запрограммировать блок запаздывания можно разными способами. Здесь рассматривается более общий способ, когда для реализации запаздывания используется ОЗУ.
Рассмотрим принцип организации программного модуля, считая , а =n1, (при = 1с). При этом будем считать, что =3с, что не нарушает общности рассуждение, так как пользователь должен исходить из переменной n1.
Блок запаздывания задерживает каждое регулирующее воздействие, поступающее на его вход на n1 временных тактов, а затем в виде сигнала ZP подается на вход апериодического звена Н*м (s).
На рис 7.2 приведена схема продвижения сигнала в блоке запаздывания, состоящего, в частности, из n 1 =3 ячеек.
n1 =3
Рис. 7.2 Схема продвижения сигнала в блоке запаздывания
0 |
0 |
0 |
n = 0 |
Xр[0] |
0 |
0 |
n = 1 |
Xр[1] |
Xр[0] |
0 |
n = 2 |
Xр[2] |
Xр[1] |
Xр[0] |
n = 3 |
Xр[3] |
Xр[2] |
Xр[1] |
n = 4 |
Из схемы (см. рис.7.2) видно, что через n1 = 3 такта времени первое значение регулирующего воздействия (Xр[0]) окажется в ячейке Z[n1] = Z[3], а на 4-ом такте там будет следующее значение (Zp[1]) и т.д. Таким образом, значение на выходе блока запаздывания (Zp) надо брать из ячейки Z(n1) через оператор присваивания:
Zp:= Z[n1]. (7.1)
При программировании проще всего воспользоваться циклом FOR- DO:
FOR j: =1 ТO n, DO. (7.2)
Следует напомнить, что значение нулевых интервалов n1 определяется при цифровой фильтрации, а переменная n1 является глобальной согласно таблице 1.1 (2.1).
При дальнейшем анализе предлагается связать управляющую переменную цикла Т с тактом времени n.
Не трудно убедиться (см. рис. 7.2), что
если j > n , то Zj = 0 ;
(7.3)
если j <= n , то Zj = Xp(n-j).
Выражение (7.3) программируется через конструкцию IF-THEN-ELSE
Осталось определить в каком листе процедуры (до цикла или после цикла) использовать (7.1), чтобы после каждых n1 тактов, т.е. на каждом n1+1 появлялось очередное значение регулирующего воздействия. Этот анализ остается за студентом.