АНАЛИЗ И ДИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Многие процессы требуют баланса между входными и выходными параметрами, и немало важную роль играют внешние воздействия на систему. Но добиться данного баланса силами человека почти невозможно, поэтому люди стали применять различные системы автоматического управления.

Стоит отметить, что практически все автоматические системы регулирования являются нелинейными.

Отличительной особенностью некоторых характеристик звеньев систем автоматического регулирования является возможность линеаризации их, то есть замены на некоторых участках в небольшом диапазоне прямыми, несущественно отличающимися от этих характеристик. Линеаризация характеристик иногда может быть проведена не для всех режимов работы систем автоматического регулирования, а для каких-то, представляющих основной интерес.

В этом случае нелинейные участки характеристик около выбранного положения равновесия заменяются линейными (например, касательными с угловыми коэффициентами, отличными от нуля и бесконечности).

Широко используется метод гармонической линеаризации для приближенного определения периодических решений и устойчивости нелинейных систем любого порядка. Данный метод очень прост и универсален в применении к различным нелинейностям.

Для экспериментального обнаружения нелинейностей необходимо снять статистические характеристики двух видов. Первый вид заключается в построении статистических характеристик в замкнутом состоянии системы, а второй – устройства в разомкнутых состояниях. Первый вид позволяет выявить зону нечувствительности и зону насыщения устройства по выходной координате, а второй вид обычно представляет зависимость скорости изменения выходной координаты от изменения входной координаты.

Киреева Ольга Владимировна, студентка, специальность "Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг".

Цель: Освоение методов  анализа и синтеза нелинейных и цифровых систем управления.
 
Задание 1. Анализ нелинейной системы методом математического моделирования в Simulink пакета MatLab.

Освоить метод анализа нелинейной системы методом математического моделирования.

Исходные данные для выполнения задания.

Провести исследование нелинейной системы управления методом математического моделирования в Simulink пакета MatLab.

Этапы работы:

1. Описать модель нелинейного элемента программой-функцией MatLab.
2. Построить структурную схему для моделирования системы в Simulink.
3. Произвести исследование системы на фазовой плоскости, построить переходные процессы при используемых в первом задании начальных положениях системы.
4. Построить фазовые портреты системы.
5. Сравнить решения с решениями, полученными в первом задании.
6. Провести вибрационную линеаризацию системы путем охвата нелинейного элемента отрицательной инерционной обратной связью.
7. Определить качественные показатели системы по графикам переходных процессов.
    

Задание 2.  Синтез цифровой системы  управления  методом  логарифмических частотных характеристик.

Цель задания. Освоить метод построения корректирующих устройств цифровых систем управления методом логарифмических частотных характеристик. Освоить работу в Ltiview.

Исходные данные для выполнения задания.

Для непрерывного объекта управления, используемого в задании 1, вместо релейного управляющего устройства произвести синтез цифрового регулятора.
 
Этапы работы:

1. Для непрерывной модели объекта управления произвести Z и w – преобразования.
2. Замкнуть систему управления цифровым ПИД-регулятором.
3. Произвести настройку ПИД-регулятора.
4. Методом математического моделирования оценить качественные показатели системы по параметрам переходного процесса на ступенчатые изменения задающего воздействия.

Полный текст работы доступен ниже в разделе файлы.