Тезисы докладов Всероссийской научной конференции "Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB" (28-29 мая 2002 г.). М.: ИПУ РАН. 2002. 207 С.: Ил.

Исследование систем автоматического регулирования с использованием MATLAB

Буштрук А.Д., Буштрук Т.Н., Хайдуков В.В., Ведерников И.В.
Братский государственный технический университет, г. Братск

Для исследования влияния нелинейного корректирующего звена на запас устойчивости, а также на частотные и динамические характеристики систем автоматического регулирования (САР) необходимо было произвести значительное количество опытов с изменением состава САР, структуры объектов и законов регулирования. Достижение поставленных задач стало возможным только с использованием пакета моделирования динамических систем Simulink, который в сочетании с пакетами прикладных программ (Control System Toolbox и Nonlinear Control Design) позволил существенно облегчить расчет частотных и динамических характеристик и значительно сократить время проведения расчетов.

Создание модели САР проводилось визуально с использованием библиотек Simulink, что позволило произвести синтез как линейных, так и нелинейных цепей любой конфигурации с минимальными временными затратами.

Для настройки ПИД-регулятора использовался пакет Nonlinear Control Design, который позволил произвести выбор оптимальных параметров регулятора для САР с нелинейным корректирующим звеном.

Пакет Control System Toolbox позволил организовать вывод интересующих частотных и динамических характеристик линейной САР в удобной для анализа форме.

При введении нелинейного корректирующего звена потребовалось осуществить его гармоническую линеаризацию. Встроенный в MATLAB язык позволил реализовать алгоритм гармонической линеаризации нелинейных элементов и произвести последующий анализ характеристик линеаризованной системы.

Визуальное моделирование САР в Simulink позволило изменять форму и амплитуду входного сигнала и в реальном времени производить анализ выходного сигнала.

Встроенный язык программирования позволил автоматизировать исследования и организовать их вывод в удобной форме, с его помощью были организованы собственные модули, которые облегчили проведение однотипных исследований.

Приобретенный опыт позволяет утверждать, что MATLAB представляет собой универсальное средство проведения научных исследований с минимальными временными затратами.

Литература

1. Дьяконов В.П., Круглов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. СПб.: “Питер”, 2002. 448 c.