Дипломна робота на тему: «МОДЕЛЮВАННЯ НЕЛІНІЙНИХ КЕРОВАНИХ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ЗАСОБАМИ MATLAB»

Зміст

ВСТУП    4

1 НЕЛІНІЙНІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ    5

1.1 Загальна характеристика систем автоматичного управління    5

1.2 Методи лінеаризації    15

1.3 Моделі лінеаризованих систем    18

1.4 Структурна схема електромеханічних систем і її основні блоки    20

1.5 Лінійні алгоритми управління і регулятори    32

2. СЕРЕДОВИЩЕ МОДЕЛЮВАННЯ MATLAB    38

2.1 Загальна характеристика    38

2.2 Simulink    40

2.3 Бібліотека нелінійних елементів    41

3. МОДЕЛЮВАННЯ ПІДЙОМНОГО КРАНА В MATLAB    44

ВИСНОВКИ    47

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ    48

 

 

ВСТУП

Теперішні електромеханічні системи мають, як правило, систему автоматичного регулювання. Для їх розробки все більшого значення набувають системи комп’ютерного проектування. Серед математичних систем проектування значне поширення здобули такі пакети, як MathCAD, Mathematica, MATLAB.

Чільне місце серед них займає MATLAB, оскільки він орієнтований на вирішення великого класу технічних і математичних задач.

Simulink – інтерактивний інструмент для моделювання, імітації і аналізу динамічних систем. Він дає можливість будувати графічні блок-діаграми, імітувати динамічні системи управління, досліджувати працездатність систем. Simulink повністю інтегрований з MATLAB, що забезпечує простий доступ до широкого набору інструментів аналізу і синтезу електромеханічних систем.

Метою даної роботи є моделювання електромеханічних систем з нелінійними елементами, дослідження основних типів нелінійних елементів, вивченню способів лінеаризації моделей, що описують нелінійні елементи.

Об’єктом дослідження є підйомний кран з нелінійним елементом типу люфт.

Предметом дослідження є використання моделей електромеханічних систем з нелінійностями для вирішення сучасних складних технічних задач.

В роботі описано основні елементи електромеханічних систем, наведено їх характеристики, описано основні типи регуляторів для регулювання складних електромеханічних систем.

1 НЕЛІНІЙНІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ

1.1 Загальна характеристика систем автоматичного управління

Сукупність об’єкта управління і пристрія управління, створює систему автоматичного управління (САУ).

Структурна схема САУ (рис.1.1) містить об’єкт управління ОУ і пристрій управління ПУ. Стан об’єкту характеризується вектором , компонентами якого є окремі вихідні величини. Від пристрою, що управляє, на вхід об’єкту поступає дія управління . До об’єкту прикладено також збурюючу дію , яка змінює стан об’єкту, тобто , перешкоджаючи або сприяючи управлінню. На вхід пристрою, що управляє, подається задаюча дія , що містить інформацію про необхідне значення , тобто цілі управління. Змінні , і в загальному випадку є векторами, як і . Як показано на мал.1.1, в найзагальнішому випадку на вхід пристрою, що управляє, крім задаючої дії , поступає також інформація про поточний стан об’єкту і про збурення, що впливає на об’єкт, .


Мал. 1.1 Загальна схема САУ

1.1.1 Класифікація систем автоматичного управління

Складність сучасних САУ не дозволяє задати їх однозначну класифікацію, оскільки ряд класифікаційних ознак виявляється властивим САУ різних типів.

1) системи автоматичного регулювання (САР) можуть бути замкнутими або розімкненими (мал. 1.2).


Мал. 1.2 Функціональні схеми розімкненої а) і замкнутої б) система автоматичного регулювання (САР).

У замкнених САУ в процес функціонування неперервно або через певні проміжки часу на суматор, поступають сигнали, що визначають величину регульованого параметра, а в розімкнених САУ така інформація відсутня.

2) За характером математичного опис САУ підрозділяються на лінійні і нелінійні.

Лінійні САУ описуються лінійними диференціальними рівняннями.

Нелінійні САУ описуються нелінійними рівнянням. Реальні системи відносяться до нелінійних, проте теорія лінійних систем в значній мірі створює передумови для розробки теорії нелінійних САУ.

3) За характером зв’язку між вхідною і вихідною величинами САУ розділяються на неперервні і дискретні.

У неперервних САУ між вихідними і вхідними величинами існує безперервна функціональна залежність.

У дискретних САУ зміній регульованого параметра відповідає вихідна величина у вигляді:

  • послідовності імпульсів, амплітуди, тривалості і частоти повторень і залежать від значення вхідної величини і характеру імпульсного елементу;
  • стрибкоподібного сигналу, який з’являється лише при певних значеннях вхідної величини.

4) За числом регульованих змінних САУ підрозділяються на одновимірні (з однією регульованою величиною) і багатовимірні (з декількома регульованими величинами).

5) За числом зворотних зв’язків САУ підрозділяються на одноконтурні і багатоконтурні.

Одноконтурні САУ мають один зворотний зв’язок – жорсткий, головний негативний зворотний зв’язок, що охоплює всю систему від входу до виходу.

Багатоконтурні системи крім головного жорсткого від’ємного зворотного зв’язку мають ще однин або більше зворотній зв’язок.

6) По величині помилки в сталому стані САУ підрозділяються на статичні і астатичні.

У статичних САУ в сталих режимах має місце відхилення регульованої величини від заданого значення.

Астатичними називають САУ, що забезпечують регулювання без статичної помилки.

7) За призначенням системи:

  • Системи з пошуком екстремуму показника якості;
  • Системи оптимального управління;
  • Адаптивні системи;

8) По залежності часу стану об’єкту:

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

Model Nelin Kerov El Syst (863.0 KiB, Завантажень: 6)

Сторінка: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
завантаження...
WordPress: 23.54MB | MySQL:26 | 0,327sec