Стадии типового сеанса работы с NCD Blockset
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»
ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ В SMULINK
Методические указания к лабораторным работам
по дисциплинам «Автоматизация проектирования систем и средств управления» и «Локальные системы управления»
для студентов всех форм обучения специальности 210100 – Управление и информатика в технических системах
Екатеринбург
2005
УДК 004.453(075.8)
Составители О.А. Гусев, Н.Н. Пономарев, Ю.Н. Чесноков
Научный редактор доц., канд. техн. наук В.В. Муханов
Оптимизация систем регулирования в SMULINK: методические указания к лабораторным работам/ О.А. Гусев, Н.Н. Пономарев,
Ю.Н. Чесноков. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 16 с.
Изложена методика оптимизации различных систем автоматического регулирования с использованием программного пакета Nonlinear Control Design Blockset системы Simulink. Приведены задания и данные по вариантам для лабораторных работ.
Библиогр.: 4 назв. Табл. 3. Рис. 6.
Подготовлено кафедрой «Автоматика и управление в технических системах».
© ГОУ ВПО «Уральский государственный
технический университет-УПИ», 2005
 |
ВВЕДЕНИЕ
Программная среда для инженерных и научных вычислений MATLAB и ее подсистема Simulink, по мнению специалистов, является лучшим программным пакетом для автоматизации проектирования систем управления. По этой причине очевидна необходимость внедрения этих систем в лабораторный практикум по дисциплине «Автоматизация проектирования систем и средств управления».
|
|
|
Следует оговориться, что использование этих систем в лабораторных работах не позволяет закрепить основные понятия (например, проектная процедура, маршрут проектирования, синтез, анализ и т.д.) лекционного материала, так как MATLAB разрабатывалась для специалистов, хорошо усвоивших основы проектирования. В этой связи нецелесообразно полностью исключать из лабораторного практикума пакеты программ, которые ориентированы на поддержку лекционного материала.
Студенты специальности 210100 с системами MATLAB и Simulink вплотную знакомятся при изучении дисциплины «Теория автоматического управления». По этой причине в методических указаниях отсутствует описание процессов и процедур, характерных для среды Simulink.
В основу лабораторного практикума по дисциплинам «Автоматизация проектирования систем и средств управления» и «Локальные системы управления» положен пакет Nonlinear Control Design Blockset (NCD Blockset).
Работа состоит из трех разделов:
· знакомство с пакетом NCD Blockset;
· оптимизация одноконтурной системы регулирования на основе этого пакета;
|
|
|
· оптимизация каскадной системы регулирования на базе этого пакета.
ЗНАКОМСТВО С ПАКЕТОМ NCD BLOCKSET
Назначение пакета NCD Blockset
Пакет NCD реализует метод динамической оптимизации. Этот инструмент используется с пакетом Simulink. Он автоматически настраивает параметры моделируемых систем по заданным проектировщиком ограничениям на переходные процессы систем. Пакет наследует все приемы работы в Simulink (вызов библиотек, их применение для построения моделей, запуск процесса моделирования). Этот пакет является специализированной оптимизирующей программой.
Пакет NCD реализует следующие возможности:
1) легкую настройку переменных;
2) указание неопределенных параметров;
3) интерактивную оптимизацию;
4) моделирование методом Монте-Карло;
5) поддержку проектирования одномерных и многомерных систем управления;
6) моделирование подавления помех;
7) моделирование процессов слежения;
8) моделирование объектов с временным запаздыванием.
Состав пакета NCD Blockset
Доступ к блокам пакета выполняется после загрузки библиотек Simulink. Пакет NCD Blockset содержит три блока:
1) CRMS (Continuous RMS);
2) DRMS (Discrete RMS);
|
|
|
3) NCD 0utport.
Здесь сокращение RMS означает root mean square – среднеквадратичную величину.
Блок CRMS реализует функцию
, при 
,
где 
– входной сигнал блока; 
– его выходной сигнал. Для эргодических случайных процессов с нулевым математическим ожиданием выходной сигнал блока при 
является среднеквадратическим отклонением.
Блок DRMS реализует такую же зависимость для решетчатых сигналов.
Блок NCD 0utport является основным в рассматриваемом наборе блоков. Он имеет рабочее окно и меню и позволяет в интерактивном режиме выполнять следующие операции:
· задавать требуемые ограничения во временной области на любой сигнал оптимизируемой системы;
· указывать параметры, подлежащие оптимизации;
· указывать неопределенные параметры;
· проводить параметрическую оптимизацию системы с учетом заданных ограничений.
Стадии типового сеанса работы с NCD Blockset
Стадии типового сеанса работы в среде Simulink с использованием блоков NCD Blockset:
1. Создание модели исследуемой динамической системы в среде Simulink.
2. Соединение входов блоков NCD Outport с сигналами, на которые накладываются ограничения (с выходами системы, их среднеквадратическими отклонениями и т.п.).
3. Задание начальных значений подлежащих оптимизации параметров, в режиме командной строки MATLAB.
|
|
|
4. Открытие требуемого блока двойным щелчком левой клавиши мыши на пиктограмме NCD Outport.
5. Изменение конфигурации и размеров областей ограничений для нужных сигналов системы (при помощи мыши или окна Constraint Editor).
6. Задание интервала дискретизации (один или два процента от длительности процесса моделирования) и указание имен (идентификаторов) параметров системы, подлежащих оптимизации (с учетом регистра).
7. Задание неопределенных параметров системы, указание их номинальных значений и границ.
8. Сохранение сформированных ограничений в файле командой Save.
9. Инициализация кнопкой Start процесса оптимизации.
10. Анализ полученных результатов и принятие решения о путях продолжения сеанса.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 595; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!