Материал: 2158
С |
|
|
отеки |
||
б |
||
Р с. 57. Модель SimMechanics, вставленная через блок Model |
||
з |
л |
Simulink / Ports & Subsystems, (вверху) |
|
модель в пространстве состояний (внизу) |
|
|
|
А |
|
|
Д |
|
|
И |
Рис. 58. Диаграммы реакций выходов систем на единичный импульс
Поведение системы с наблюдателем и без него не отличаются, как не отличаются реакции аналитической модели и компонентой мо-
дели SimMechanics.
Оптимизационный синтез регулятора в Simulink
Синтез управления может быть осуществлен с помощью Simulink Design Optimization – это мощное средство параметрического синтеза систем управления и идентификации моделей, встроенное в Simulink.
56
Для использования этого средства необходимо [1, 6]:
разместить в модели блок Signal Constraint из библиотеки
Simulink Desing Optimization в Simulink;
подключить этот блок к сигналу, значение которого необходимо регулировать;
Снастроить допустимые границы переходного процесса и установившегося значения регулируемого сигнала;
определ ть опт мизируемые переменные и их начальные значения; изапуст ть процесс оптимизации.
об раем модель колебательной системы совместно с блоком
Signal Constraint (р с. 59). В настройках блока State-Space задаем матрицы A, B, C f, D f.
Рис. 59. МодельбАколе ательной системы совместно с блоком Signal Constraint
Открываем параметры SignalДConstraint, выбираем границы изменения выходного сигнала (рис. 60). Можно оставить так, как есть.
И
Рис. 60. Настройки блока Signal Constraint
57
Добавляем переменные для оптимизации, открываем через ме-
ню в свойствах Signal Constraint пункт Optimization / Tuned Parameters, нажимаем Add, выбираем k, k1, k2, k3, k4 – это компоненты вектора обратной связи K и входного усилителя K_.
После этого нажимаем в свойствах Signal Constraint на кнопку С"Воспроизведение" или через меню Optimization / Start. И наблюдаем за процессом оптимизации. На каком-то шаге может появиться сообщение, что с гнал в модели достиг значения бесконечности. В этом случае рекомендуется остановить оптимизацию и запустить снова
(будетипредложено) [1, 6].
бА Д
Рис. 61. Процесс оптимизации параметровИрегулятора
В результате оптимизации были предложены следующие значе-
ния параметров регулятора: k = -14854; k1 = -4,0641; k2 = -13,229; k3 = -15011; k4 = -4993,1.
58
С |
|
|
и |
|
|
|
Р с. 62. Осц ллограмма на выходе колебательной системы |
|
|
с регулятором после оптимизации |
|
|
Порядок моделирования |
|
1. |
Собрать математическую модель колебательной системы |
|
|
|
Д |
(см. рис. 56) при помощи пакета SimMechanics. |
||
2. |
ПолучитьбАматрицы A, B, C, D модели колебательной системы |
|
в пространстве состояний. |
|
|
3. |
Синтезировать наблюдатель для оценки состояний по выхо- |
|
дам, собрать модель колебательной системы с наблюдателем в про- |
||
|
|
И |
странстве состояний (см. рис. 57). Сравнить эту модель с Simulinkмоделью.
4. Синтезировать регулятор при помощи Simulink Design Optimization (см. рис. 59), получить графики выходной величины колебательной системы с регулятором после оптимизации.
Содержание отчета
1.Название лабораторной работы и ее цель.
2.Структурная схема колебательной системы в виде подсистемы.
3.Команды для синтеза наблюдателя.
59
4.Модели колебательной системы в SimMechanics и в пространстве состояний. Диаграммы реакций выходов систем на единичный импульс.
5.Оптимизационный синтез регулятора в Simulink, его резуль-
таты.
СибАДИ |
|
|
Контрольные вопросы |
1. |
Что такое наблюдаемость системы? |
2. |
Что такое управляемость системы? |
3. |
Каково назначение пакета Simulink Design Optimization? |
60