Разработка и расчёт математической модели в среде MATLAB

Программирование скрипта (m-файла) для задания исходных параметров, m-функции для задающего воздействия. Программирование блока "Signal Builder" для возмущающего воздействия. Расчет параметров регулятора. Проектирование Simulink-модели структурной схемы.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 28.05.2013
Размер файла 769,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современное состояние науки и техники требует от инженерно-технических и научных работников знания средств вычислительной техники и умения обращения с современными программно-техническими комплексами. Эффективное использование компьютеров для решения инженерных и научных задач невозможно без знаний основных методов построения математических моделей, написания эффективного программного обеспечения на языке программирования математического пакета Matlab, использования математических систем.

MATLAB (сокращение от англ. «Matrix Laboratory», в русском языке произносится как Матламб) - пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете.

Цель данной работы - разработка и расчёт математической модели в среде MATLAB.

1. Выбор исходных параметров

1.1 Выбор исходных параметров и структурной схемы

Численные данные выбираются по сумме последних двух цифр номера зачётной книжки из таблицы 2 в методических указаниях.

Таблица 1 - Численные данные

K1

T1

ф1

К01

K2

ф2

К3

ф3

К4

Ф4

ф4

К5

9

1

1,2

1

0,6

0

10

0,08

2

0

0

0,01

Выбор структурной схемы производился по последней цифре номера зачётной книжки из методических указаний. Был выбран рисунок 3.

Рисунок 1 - Структурная схема.

Таблица 2 - Общий вид передаточных функций.

1.2 Программирование скрипта (mайла) для задания исходных параметров

В m-файл записываются исходные параметры:

2. Программирование воздействий

2.1 Программирование mункции для задающего воздействия

Форма задающего воздействия была выбрана из таблицы 3 в методических указаний (по последней цифре варианта бланка задания на курсовое проектирование). Был выбран 7 график. Параметры задающего воздействия подбирались так, что бы переходные процессы на каждом горизонтальном участке воздействия успевали бы закончится.

Рисунок 2 - Форма задающего воздействия

М-функция программируется в m-файле:

 //vozd.m

Рисунок 3 - Функция для задающего воздействия

2.2 Программирование блока «Signal Builder» для возмущающего воздействия

Возмущающее воздействие задаётся в виде импульса. Его длина может выбираться произвольно, но заканчиваться оно должно в то время, когда задающее воздействие выровняется.

Рисунок 4 - Возмущающее воздействие

3. Расчет и программирование звена Wрег(p)

3.1 Расчет параметров регулятора

Передаточная функция Wрег(p) подбирается по формуле:

(3.1)

фmax = t1 = 1.2 (3.2)

фmin = t2 = 0,01 (3.3)

3.2 Программирование Sункции регулятора

Для того что бы построить s-функцию передаточного звена Wрег(p), необходимо найти его структурную схему. Причём структурная схема должна содержать только, усилители и интегрирующие звенья.

Рисунок 5 - Структурная схема передаточного звена Wрег(p).

После необходимо составить уравнения связывающие вход и выход модели:

y0 [0]=u0 [0]*t1 [0]/t2 [0] - xC[0]+xC[1]; (3.4)

dx[0]=(u0 [0]*t1 [0]/t2 [0] - xC[0])/t2 [0]; (3.5)

dx[1]=(u0 [0] - xC[1])/t2 [0]; (3.6)

Потом заполняются закладки блока, где указываются: имя S-функции, количество интеграторов, тип модели, параметры t1 и t2, уравнения связывающие вход и выход модели. Затем блок компилируется, в результате чего получается рабочая S - функция.

Рисунок 6 - заполнение блока S-Function Builder

4. Проектирование Simulinkодели структурной схемы

Для проектирования Simulink-модели структурной схемы необходимо было использовать библиотеку Simulink Library Browser, из которой для данной структурной схемы были взяты блоки: Clock, Transfer Fcn, MATLAB Fcn, S-Function Builder, Gain, Signal Builder, Out, Sum.

Рисунок 7 - Simulink-модель структурной схемы.

5. Программирование GUIнтерфейса

5.1 Разработка внешнего вида GUIнтерфейса

В соответствии с заданием, разработанная математическая модель должна иметь графический интерфейс. Он должен включать в себя окно для вывода графика, поле для ввода значения К, кнопку для запуска модели и кнопку для очистки графика.

Для разработки внешнего вида GUI-интерфейса были использованы блоки: Push Button, Edit Text, Static Text, Axes.

Рисунок 8 - Внешний вид GUI-интерфейса.

5.2 Программирование обработчиков GUIнтерфейса

После создания интерфейса необходимо запрограммировать обработчики в M - file Editor. Для этого находим обработчики событий кнопки и прописываем следующее:

1) для кнопки click

Рисунок 9 - программирование кнопки click

2) для кнопки Clear axes

Рисунок 10 - программирование кнопки clear_axis

Заключение

В ходе курсового проектирования была разработана и рассчитана математическая модель в среде Matlab. Были закреплены на практике знания, полученных при изучении курса «Языки программирования», и был приобретён опыт самостоятельной разработки прикладного программного обеспечения для решения расчетных задач для персонального компьютера.

скрипт регулятор модель simulink

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Выбор параметров и структурой схемы. Программирование скрипта (m-файла) для задания исходных параметров. Расчет параметров регулятора, проектирование его S-функции. Программирование GUI-интерфейса: разработка внешнего вида и проектирование обработчиков.

    курсовая работа [721,5 K], добавлен 18.05.2013

  • Общая характеристика и свойства системы Matlab - пакета прикладных программ для решения задач технических вычислений. Разработка математической модели в данной среде, программирование функций для задающего воздействия. Проектирование GUI-интерфейса.

    курсовая работа [1023,2 K], добавлен 23.05.2013

  • Сравнительный анализ Matlab и Mathcad при моделировании динамических систем. Подсистема Simulink пакета MATLAB. Расчёт базовой модели и проведения исследований. Описание математической модели. Векторные и матричные операторы. Нижние и верхние индексы.

    курсовая работа [338,5 K], добавлен 06.02.2014

  • Описание процесса нахождения оптимальных параметров ПИД регулятора. Овладение методами математического описания систем. Рассмотрение и применение методов синтеза непрерывных и дискретных систем автоматического управления с помощью MATLAB Simulink.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 23.12.2015

  • Расчет параметров регулятора и компенсатора для непрерывных и дискретных систем для объекта и возмущающего воздействия в пакете Matlab. Вид передаточных функций. Моделирование систем управления. Оценка переменных состояния объекта с помощью наблюдателя.

    курсовая работа [712,5 K], добавлен 04.12.2014

  • Основные понятия теории моделирования. Виды и принципы моделирования. Создание и проведение исследований одной из моделей систем массового обслуживания (СМО) – модели D/D/2 в среде SimEvents, являющейся одним из компонентов системы MATLab+SimuLink.

    реферат [1,2 M], добавлен 02.05.2012

  • Методы исследования устойчивости замкнутой САР. Изучение устойчивости линейной САР на электронной вычислительной машине. Использование программы Matlab. Работа на Simulink/Matlab. Снятие переходных процессов относительно возмущающего воздействия.

    лабораторная работа [994,2 K], добавлен 24.04.2014

  • Изучение программирования в MATLAB. Использование команд Save и Load, операторы ввода и вывода для работы в командном окне. Отладка собственных программ. Интерфейс MATLAB. Отличия поздней версии MATLAB от более ранних. Средство Source Control Interface.

    контрольная работа [43,0 K], добавлен 25.12.2011

  • Simulink как интерактивный инструмент для моделирования, имитации и анализа динамических систем, его функциональные особенности, структура и назначение. Направления преобразования основных характеристик фильтра при изменении некоторых его параметров.

    контрольная работа [987,3 K], добавлен 10.11.2013

  • Разработка интерфейса справочно-расчетного программного обеспечения. Расчетно-графический модуль. Решение задачи динамического моделирования в системе MATLAB/Simulink. Программная реализация, результаты моделирования системы на текстовых примерах.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 01.12.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.