Система автоматического управления

Для типовой структурной схемы замкнутой САР различают 3 основные ПФ, применяемые для исследований:

W (p) = W _рег(p) W _о(p) W _ос(p) - ПФ разомкнутой системы; F(p) = y (t)/ g (t) - ПФ замкнутой системы; F _x (p) = x (t)/ g (t) - ПФ замкнутой системы по ошибке.

• Передаточные функции САР

Передаточная функция (ПФ). Функция, связывающая один входной и один выходной сигналы САР. Является формой записи системы дифференциальных уравнений (ДУ) САР, решённой относительно требуемой выходной координаты. Обычно ПФ записывается не для временного домена, а для домена Лапласа, связывая в этом варианте не сигналы (т.е. не функции времени), а их изображения. ПФ – и получают из ДУ, решенного относительно требуемой координаты системы.

 

 

Билет 2. Методы моделирования и их применение при синтезе и анализе сложных систем

• Объекты считаются подобными, если характеристики процессов, происходящих в каком-либо из них, отличаются от соответствующих характеристик другого объекта вполне определенными и постоянными в течение данного процесса коэффициентами.

• Модель изучаемого явления (объекта) при этом может быть иной физической природы, отличной то природы оригинала.

• Под моделированием какого-либо объекта,
(явления, системы), обычно понимается воспроизведение и исследование другого объекта, подобного оригиналу в форме, удобной для исследования, и перенос полученных сведений на моделируемый объект.

• Существуют различные методы моделирования: геометрическое и физическое моделирование, моделирование путем прямых аналогий, математическое моделирование на аналоговых и цифровых вычислительных машинах (АВМ и ЦВМ), полунатурное моделирование.

• Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки. Применение того или иного метода определяется в каждом конкретном случае в зависимости от исследуемой системы и условий ее работы.

• При этом необходимо иметь набор правил и условий, выполнение которых обеспечивает требуемую точность изучения заданного объекта по его модели.

Эти правила и условия формулируются в теории подобия

• В состав САПР САУ вводятся:

• моделирование на ЭВМ (АВМ и ЦВМ) и полунатурное моделирование.

• В последнем случае с помощью
средств САПР осуществляется не только
воспроизведение и исследование объекта, но и
управление процессами полунатурного моделирования.

• При математическом моделировании, моделировании на ЭВМ, в качестве объекта моделирования, оригинала, выступают исходные уравнения, представляющие ММ объекта, в качестве модели - процессы, протекающие в соответствии с этими уравнениями и воспроизводимые на ЭВМ в виде «машинных решений» либо аппаратурно (АВМ), либо путем реализации программ (ЦВМ).

Математическое моделирование САУ на АВМ и ЦВМ

Математическое моделирование САУ осуществляется на АВМ и ЦВМ,поэтому часто такие способы называют аналоговым и цифровым моделированием.

АВМ применяются в САПР САУ как консольные, терминальные, устройства на рабочих местах разработчиков и испытателей.

Управление АВМ осуществляется через терминальные станции центральным процессором в соответствии с общей идеологией построения САПР САУ.

Имитационное моделирование

В математическом моделировании выделяют имитационное моделирование, под которым понимается воспроизведение процессов, объектов, явлений с имитацией случайными величинами и случайными процессами звеньев оригинала.

Имитационное моделирование рассматривают так же, как управляемый эксперимент, производимый на ЭВМ.

В таком эксперименте определенные математическими моделями части объекта моделирования взаимодействуют с имитирующими возмущающие воздействия и некоторые звенья САУ генераторами случайных величин. Это взаимодействие проводится по определенным в эксперименте правилам, а результаты моделирования подвергаются статистической обработке.

Полунатурное моделирование

Под полунатурным моделированием (моделированием с реальной аппаратурой) понимают исследование элементов реальной аппаратуры совместно с моделью остальной части системы, реализованной на ЭВМ.

Применение такого метода моделирования становится необходимым в тех случаях, когда не удается описать работу некоторых элементов системы математически.