Материал: Моделирование двигателя постоянного тока в системе Scilab

Рисунок 4.10 - Модель с разным представлением двигателя

На рисунке 4.11 показаны результаты моделирования модели рисунка 4.10. Как видно, скорости двигателей совпадают в обоих случаях, что свидетельствует о верно выполненных преобразованиях структурной схемы двигателя.

Рисунок 4.11 - Графики управляющего воздействия и скорости вращения двигателя

Рассмотрим моделирование следящей системы в Scilab, используя блок Scifunc. Модель исследуемой системы приведена на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Модель следящей системы

В блоке Scifunc используем следующую функцию:

y1=funci(u1)

sig2=sig1-u_/k_;

if abs(u1)<=sig1 then

y1=0;

elseif abs(u1)<sig2 then

y1=k_*(u1-sign(u1)*sig1);

else

y1=u_*sign(u1);

end

endfunction

Данная функция реализует нелинейную зависимость, приведенную на рисунке 4.12. Линейная часть следящей системы представлена передаточной функцией:

Рисунок 4.12 - Нелинейная часть следящей системы

Параметры системы:

График переходного процесса в следящей системе показан на рисунке 2.3.

Рисунок 4.13 - График переходного процесса в следящей системе

Заключение

Содержание математического программирования составляют теория и методы решения задач о нахождении экстремумов функций на множествах, определяемых линейными и нелинейными ограничениями (равенствами и неравенствами). Математическое программирование является одним из разделов науки об исследовании операций.

Задачи математического программирования находят применение в различных областях человеческой деятельности, где необходим выбор одного из возможных образов действий (программ действий), например, при решении проблем управления и планирования производственных процессов, в проектировании и перспективном планировании, в военном деле и т.д.

Значительное число задач, возникающих в обществе, связано с управляемыми явлениями, т.е. с явлениями, регулируемыми на основе сознательно принимаемых решений. При том ограниченном объеме информации, который был доступен на ранних этапах развития общества, принималось оптимальное в некотором смысле решение на основании интуиции и опыта, а затем, с возрастанием объема информации об изучаемом явлении, - с помощью ряда прямых расчетов. Так происходило, например, создание календарных планов работы промышленных предприятий.

Совершенно иная картина возникает на современном промышленном предприятии с многосерийным и многономенклатурным производством, когда объем входной информации столь велик, что его обработка с целью принятия определенного решения невозможна без применения компьютеров. Еще большие трудности возникают в связи с задачей о принятии наилучшего решения. Проблема принятия решений в исследовании операций неразрывно связана с процессом моделирования.

Первый этап процесса моделирования состоит в построении качественной модели. Второй этап - построение математической модели рассматриваемой проблемы. Этот этап включает также построение целевой функции, т. е. такой числовой характеристики, большему (или меньшему) значению которой соответствует лучшая ситуация с точки зрения принимающего решения. Итак, в результате этих двух этапов формируется соответствующая математическая задача.

Третий этап - исследование влияния переменных на значение целевой функции. Этот этап предусматривает владение математическим аппаратом для решения математических задач, возникающих на втором этапе процесса принятия решения.

Четвертый этап - сопоставление результатов вычислений, полученных на третьем этапе, с моделируемым объектом, т. е. экспертная проверка результатов (критерий практики). Таким образом, на этом этапе устанавливается степень адекватности модели и моделируемого объекта в пределах точности исходной информации.

Широкий класс задач управления составляют такие экстремальные задачи, в математических моделях которых условия на переменные задаются равенствами и неравенствами. Теория и методы решения этих задач как раз и составляют содержание математического программирования.

В ходе выполнения курсовой работы были проанализированы среды математического программирования. Анализ показал хорошие и плохие стороны разных программ.

Для моделирования двигателя постоянного тока, была выбрана система Scilab. Была построена динамическая модель двигателя постоянного тока, получены графики переходных процессов при управляющем воздействии ШИМ.

Построена математическая модель с помощью блока Scifunc, а также добавлена функция реализующая нелинейный элемент. Также получены графики переходных процессов.

Результаты моделирования свидетельствуют о том что динамические модели построены верно.

Список литературы

1.      Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC MATLAB. - М.: «Физматлит» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 1993. - С. 112. -ISBN 5-02-015101-7 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5020151017>

.        Дьяконов В.П. MATLAB 5 - система символьной математики. - М.: «Нолидж» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 1999. - С. 640. - ISBN 5-89251-069-7 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5892510697>

.        Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MATLAB. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник. - СПб.: «Питер» <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80_(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)>, 2002. - С. 608. - ISBN 5-318-00667-608

.        Дьяконов В.П., Круглов В.В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. - СПб.: «Питер» <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80_(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)>, 2002. - С. 448. - ISBN 5-318-00359-1 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5318003591>

.        Дьяконов В. П. Simulink 4. Специальный справочник. - СПб.: «Питер» <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%80_(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)>, 2002. - С. 528. - ISBN 5-318-00551-9 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5318005519>

.        Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. Полное руководство пользователя. - Москва.: «СОЛОН-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2002. - С. 768. - ISBN 5-98003-007-7 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5980030077>

.        Дьяконов В.П. MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6. Основы применения. Библиотека профессионала. - Москва.:«СОЛОН-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2005. - С. 800. - ISBN 5-98003-181-2 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5980031812>

.        Дьяконов В.П. MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. Библиотека профессионала. - Москва.: «СОЛОН-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2005. - С. 576. - ISBN 5-98003-209-6 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5980032096>

.        Дьяконов В.П. MATLAB 6.5/7.0 + Simulink 5/6. Обработка сигналов и проектирование фильтров. Библиотека профессионала. - Москва.: «СОЛОН-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2005. - С. 576. - ISBN 5-98003-206-1 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/5980032061>

.        Дьяконов В.П. MATLAB 6.5/7.0/7 SP1/7 SP2 + Simulink 5/6. Инструменты искусственного интеллекта и биоинформатики. Библиотека профессионала. - Москва.: «СОЛОН-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2005. - С. 456. - ISBN 5-98003-255-X <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/598003255X>

.        Дьяконов В.П. MATLAB R2006/2007/2008 + Simulink 5/6/7. Основы применения. Изд-е 2-е, переработанное и дополненное. Библиотека профессионала. - Москва.: «СОЛОН-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2008. - С. 800. - ISBN 978-5-91359-042-8

.        Дьяконов В.П. SIMULINK 5/6/7. Самоучитель. - Москва: «ДМК-Пресс» <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9C%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B2%D0%B0._(%D0%B8%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE)&action=edit&redlink=1>, 2008. - С. 784. - ISBN 978-5-94074-423-8 <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D1%83%D0%B6%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%B0%D1%8F:BookSources/9785940744238>

.        Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В MATLAB 7. Самоучитель.. - Пресс <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9D%D0%A2&action=edit&redlink=1>, 2005. - С. 464.