Последовательность выполнения работы. Для выполнения работы используется GUI-интерфейс «SISO-Design Tool» из пакета прикладных программ Control System Toolbox

Для выполнения работы используется GUI-интерфейс «SISO-Design Tool» из пакета прикладных программ Control System Toolbox.

Графический интерфейс предназначен для анализа и синтеза одномерных линейных (линеаризованных) систем автоматического управления (SISO - Single Input/Single Output).

В Control System Toolbox имеется тип данных, определяющих динамическую систему в виде набора полюсов, нулей и коэффициента усиления передаточной функции. Синтаксис команды, создающий LTI (Linear Time Invariant)-систему в виде объекта ZPK (zero-pole-gain) c одним входом и одним выходом

ZPK([ ,…, ], [ ,…, ], K)

,…, – значения нулей системы,

,…, – значения полюсов системы,

K – коэффициент усиления.

Более естественным является вариант, при котором с помощью функции ZPK создается символьная переменная 's', которая затем используется для определения передаточной функции в виде отношения. Например, после выполнения команд

s = zpk('s');

W1 = (s+0.1)/(s^2)

произойдет создание переменной W1 типа ZPK, определяющей передаточную функцию вида W1= ;

Запуск SISO Design Tool осуществляется командой

>> sisotool

В появившемся окне для создания схемы динамической системы необходимо использовать вкладки:

· Control Arhitecture- для выбора структурной схемы и вида обратной связи(рис. 7.1)

· System Data - для загрузки данных из рабочего пространства MatLab.

· Grafical Tuning - пункт Root Locus (корневой годограф),Open-Loop Bode, для отображения редактора Root Locus Editor (рис.7.2).

Рис.7.1

Рис.7.2

Используя Root Locus Editor и значение коэффициента усиления (здесь C – Current Compensator), выполнить задания лабораторной работы.

Двигая красным курсором по КГ до пересечения ветвей с мнимой осью,

можно определить значение коэффициента усиления K ^кр., при котором система становится неустойчивой. Значение ω^кр(критическая угловая частота) соответствует мнимой координате пересечения КГ мнимой оси. Просмотреть это значение можно в нижней части интерфейса или выбрав меню View/Closed Loop Poles.

Таким образом, выполнение лабораторной работы состоит из следующих шагов:

1. Изучите теоретические сведения.

2. Запустите систему MATLAB.

3. Создайте переменные W(1),W(2),W(3) типа ZPK, определяющие, необходимые вам, передаточные функции. Варианты ПФ используйте заданные ранее

4. Запутите SISO Design Tool командой

>> sisotool

5. Выберите соответствующую структурную схему и вид обратной связи.

6. Загрузите данные из рабочего пространства MatLab, используя созданную переменную W(1). Необходимо, чтобы в результате импортирования данных получилась рассматриваемая схема САУ.

7. Выберите во вкладке Tuning пункт Root Locus (корневой годограф),Open-Loop Bode.

8. В соответствии с теорией проанализируйте расположение ветвей корневого годографа.

9. Определите условия неустойчивости замкнутой САУ. Определите K ^кр и ω^кр.

10. Определите значения полюсов, соответствующие 0.5 K ^кр и 0.25 K ^кр.

11. Проанализируйте влияние удаленных полюсов и нулей на величины K ^кр и ω^кр.

12. Зафиксируйте полученные графики.

13. Проведите анализ полученных характеристик, сделайте выводы.

14. Ответьте на контрольные вопросы.

15. Оформите отчет.