Выбор оптимизируемых параметров

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

По клавише F5 можно перейти к процедуре выбора оптимизируемых параметров и установки диапазонов их изменения. СИАМ позволяет оптимизировать до 10 параметров одновременно.

Процедура разбивается на два этапа: вначале выбирается блок с помощью клавиш смещения курсора, а затем, после нажатия « », указываются конкретные параметры в этом блоке. На экране появляется дополнительное окно, в котором указываются все параметры блока. Для каждого параметра дается его текущее (номинальное) значение, а также минимальная Min и максимальная Max границы диапазона его изменения. Если Min=Max, то параметр исключается из процедуры оптимизации. Параметры блока указываются в окне цветом.

Запуск процедуры оптимизации

Запуск оптимизации осуществляется по клавише F3. В строке-меню загорается транспарант «Счет», в левом нижнем углу появляется информирующая надпись «Выход - Esc», а в правой нижней зоне экрана формируется окно для динамического отображения текущего состояния процесса оптимизации: указывается порядковый номер завершившегося шага оптимизации, текущее и минимальное значение целевой функции, а также реальное время, затраченное системой на предыдущий шаг оптимизации.

Режим построения частотных характеристик

В СИАМ включены средства, облегчающие и упрощающие процесс построения частотных характеристик (ЧХ) модели или ее составных частей. Эти средства становятся доступными пользователю при нажатии на клавишу F9 в режиме ввода модели.

Каждый линейный блок помечается символами от «A» до «Z», исключая «M» и «L», а если таких блоков больше, чем 24, то «AX»...«AZ», где X - цифры от 0 до 9.

При входе в режим пользователю доступны только три функциональные клавиши:

- F1- Пмщ - допуск к справочной службе;

- F4- Ред - редактирование блока;

- Esc- Выход - возврат в режим ввода модели.

Введем обозначения:

< Блок> - имя вида А...Z или АХ... ZX, присвоенное линейному блоку;

< Буфер> - имя вида М0– М9 для обозначения одного из 10 внутренних буферов (буфер - это область памяти, в которой СИАМ может сохранять коэффициенты полиномов числителя знаменателя передаточной функции; порядок любого полинома не должен превышать 100);

< Константа> - вещественное число без знака;

< Операция> - один из следующих знаков, используемых для обозначения операций над передаточными функциями:

«+» - операция сложения;

«-» - операция вычитания;

«*» - операция умножения;

«/» - операция деления.

< 0перанд> -< Блок> или < Буфер> или < Константа>.

С учетом сделанных определений можно описать три допустимые предложения языка.

Первое предложение используется для проведения подготовительных операций и имеет вид:

< Буфер> = < Операнд> < 0перация> < 0перанд>.

Например, М0 = S-K или М1 = 1+А.

Второе предложение - это указание СИАМ построить логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ):

L= < Операнд>.

Например, L= D.

Третье предложение позволяет вывести на экран коэффициенты полиномов передаточной функции любого блока или содержимое любого буфера:

< Блок> =? или < Буфер> =?

Сразу после вывода ЛЧХ пользователю доступны клавиши:

- F1 - Пмщ - доступ к справочной службе;

- F2 - изменить частоту - переход к процедуре изменения диапазона частот;

- F3 - большой график - вывод ЛЧХ в укрупненном масштабе;

- F4 - АФЧХ - вывод «обычных» частотных характеристик;

- Esc - выход - возврат к основному меню построения ЧХ.

Лабораторная работа № 1

Построение схемы САУ по математической модели

Цель работы: изучить методику построения схемы САУ по математической модели.

Содержание работы:

- получить изображение функции, выполнив преобразование Лапласа;

- построить схему САУ;

- с помощью SIАМ построить графики переходных функций h(t) для двух эквивалентных схем.

Постановка задачи

Колебательные системы описываются дифференциальными уравнениями второго порядка. При описании вращательного движения математического или физического маятников используется угол отклонения a: , где l – длина подвеса. При описании пружинного маятника с затуханием используется отклонение от положения равновесия x : , где с – коэффициент сопротивления среды, k – жесткость пружины.

Приведем уравнение к стандартному виду – коэффициент при x приравняем к 1: .

Дифференциальное уравнение в изображениях по Лапласу можно записать в виде:

где – постоянная времени, – коэффициент затухания.

Изображение функции имеет вид:

где 0(s) – задающее воздействие, – передаточная функция.

Схема САУ состоит из двух звеньев и строится следующим образом:

- поставить блок задающего воздействия;

- поставить блок передаточной функции.

0(s) x(s)

Рисунок 1 – Схема САУ дифференциального уравнения второго порядка

При построении схемы в СИАМ (рисунок 1) в блоке единичного ступенчатого воздействия задать параметр К равным нулю, в блоке колебательного звена начальное значение Y0 задать равным начальному отклонению от положения равновесия, которое принять равным 1(м).

Если представить уравнение второго порядка системой из двух уравнений первого порядка, то при моделировании можно получить более детальную информацию о состоянии переменных модели ( ).

Введем обозначение – скорость перемещения груза. Тогда система уравнений, описывающая движение груза пружинного маятника, примет вид:

Система уравнений в изображениях по Лапласу примет вид:

Запишем решение системы в изображениях по Лапласу с приведением второго уравнения к стандартному виду:

Построение схемы производится в следующем порядке:

- поставить передаточную функцию первого уравнения, подписать над стрелкой входа задающее воздействие , подписать над стрелкой выхода функцию ;

- поскольку решение второго уравнения является входным воздействием для первого, то ставим передаточную функцию второго уравнения слева к стрелке входа первого блока и подписываем над стрелкой входа задающее воздействие ;

- формируем входной сигнал первого блока, проводя обратную связь для , размещаем усилительное звено с коэффициентом и проводим стрелку в блок разности сигналов, вторым сигналом в котором является нулевое входное воздействие;