Материал: 2158
2) On – включен. В этом состоянии включается бойлер. Возврат в состояние Off может происходить двумя путями: через 20 с или раньше, если заданная температура не достигнута.
Функция при mode=ON делает цвет индикатора color=GREEN и color=RED в противном случае. Затем она присваивается
LED=COLOR. |
|
|
С |
|
|
Р с. 17. Stateflow-диаграмма функции flash LED() (слева) и |
||
|
Stateflow-диаграмма функции b=cold() (справа) |
|
и |
|
|
При LED=OFF возвращается значение LED=COLOR (цвет |
||
включаемого |
нд катора) и LED=OFF в противном случае. |
|
Stateflow |
– диаграмму лока Controller необходимо настроить |
|
согласно рис.18. |
|
|
бА |
||
|
Д |
|
Рис. 18. Настройка Stateflow-диаграммы блока Controller |
||
Блок BoilerPlantModel имитирует работу нагревателя бойлера. |
||
Структура блока представлена на рис. 19. |
И |
|
|
|
|
Рис. 19. Simulink-модель работы нагревателя
21
Модель нагревателя содержит блок DataTypeConversion, в настройках которого необходимо установить Output datatype: boolean, Integer rounding mode: Zero и выбрать Saturateon integer overflow.
В состав модели нагревателя входит также подсистема digital thermometer, модель которой представлена на рис. 20.
моделирует |
|
|
|
Р с. 20. Подсистема digital thermometer |
|
||
СЭта подс стема |
|
цифровой термометр, состоящий из |
|
простых термопар АЦП. Передаточная функция датчика |
|
||
бА |
(10) |
||
|
W(p) 0,05p 0,75. |
||
|
Д |
|
|
|
|
И |
|
Рис. 21. Настройки блока Data Type Conversion |
|
||
В подсистеме используются блоки Polynomial (sensor), в настройках которого необходимо задать значения [0,05;0,75], а также блок DataTypeConversion (Linear fixed point conversion) (рис. 21).
Подсистема ADC представляет собой 8-битный АЦП, имеющий входной диапазон 0,5 В. Модель подсистемы ADC представлена на рис. 22 [1, 6].
22
Рис. 22. Подсистема ADC
СВ настройках блока Quantizer необходимо задать интервал, равный 1. В настройках блока Saturation верхний предел – 255, нижний предел – 0. Задать время моделирования 1400 с.
В результате моделирования графики, отображающие цвет ин-
дикац, состоян е бойлера (вкл/выкл) и температуру воды, должны соответствовать р с. 23 [1, 6].
бА Д
Рис. 23. Результаты моделирования работыИбойлера
Порядок моделирования
1.Составить структурную схему модели, соответствующую варианту задания.
2.При помощи матрицы перехода перейти к новым координатам состояния и составить новую структурную схему системы.
23
3. Собрать две структурные схемы моделей на компьютере, используя блоки Subsystemприложения Simulink. Подать одновременно на вход обеих подсистем единичное ступенчатое воздействие, используя блок Step, и сравнить результаты моделирования.
4. хема моделирования в приложении Simulink представлена на Срис. 14. Для моделирования выбрать метод симуляции с фиксирован-
ным шагом (Simulation → Configuration Parameters → Fixed-step), рав-
ным 0,01 с, время моделирования в лабораторной работе принять не более 3 с.
систему1. Цель ра оты. Содержание отчета
1)КакимибАспосо ами можно описать динамическую систему?
2)Как выполнить переход от одного способа описания к другому?
3)Что понимается под Дмультипликативной и аддитивной моделями? Какие еще модели вы знаете?
4)Что такое внешняя и внутренняя модели системы?
5)Как перейти от внешней модели к внутренней, и наоборот?
6)Каковы определения управляемости и наблюдаемости системы? И
7)Что такое невырожденное преобразование?
8)Изменится ли передаточная функция системы с заменой координат состояния?
9)Как построить структурную схему по матрицам модели?
10)Что понимают под структурным представлением Коши?систему,исходнуюописывающих2. стема уравнений,
24
Лабораторная работа №5
Моделирование движения маятника при помощи пакета SimMechanics
Для создания модели механической системы необходимо вывести уравнения движения и составить Simulink-модель из стандартных блоков Simulink.
Рассмотр м пр мер составления модели маятника. Составим
расчетную схему (р с. 24) уравнения движения маятника [1, 2, 4, 5]. |
||||
СF mg sinθ ma; |
|
(11) |
||
a g sinθ; |
|
(12) |
||
бА |
|
|||
и |
v |
|
|
|
lθ; |
|
(13) |
||
|
a |
|
|
(14) |
|
lθ; |
|
||
lθ g sinθ; |
|
(15) |
||
|
|
g |
|
(16) |
θ |
sinθ. |
|
||
|
Д |
|
||
|
|
l |
И |
|
|
|
l |
||
|
|
|
|
|
|
|
θ |
|
|
|
|
F |
mg |
|
|
|
|
|
|
Рис. 24. Расчетная схема маятника |
|
|||
Составим Simulink-модель, символизирующую собой графическое представление математических операций (рис. 25) [1, 2, 4, 5].
25