Построение моделей в среде Xcos
После запуска Xcos автоматически открываются два окна: окно построения модели и окно «Палитры блоков». Для создания модели необходимо выбрать нужные блоки из библиотеки Xcos и разместить их в рабочей области программы, настроить параметры для каждого отдельного блока модели, соединить блоки между собой, выполнить установку параметров расчета при помощи команды «Моделирование/Установка», после чего запустить моделирование нажатием кнопки «Запустить» на панели инструментов окна модели Xcos.
Общая схема разработки моделей в среде Xcos может быть следующей:
— описание логики поведения исследуемой системы;
— определение списка блоков, которые соответствуют основным компонентам системы, а также дополнительных блоков, необходимых для расчетов;
— размещение в окне блок-диаграммы нужных блоков и соединение их между собой в соответствии с логикой работы модели;
— установка необходимых значений параметров моделирования;
— дополнение блок-диаграммы модели необходимыми текстовыми комментариями;
— сохранение блок-диаграммы модели в файле на диске компьютера еще до первого запуска модели на выполнение;
— выполнение сеанса моделирования.
По окончании последнего этапа разработки модели может оказаться, что разработчик чего то не учел или сделал не совсем то, что хотел. В связи с этим уместно напомнить, что моделирование это процесс творческий. Для того, что бы модель удовлетворяла предъявленным к ней требованиям, как по формальным, так и по субъективным критериям, возможно, что окажется необходимым неоднократное повторное выполнение одного или даже нескольких шагов приведенной выше схемы разработки модели.
Моделирование двигателя постоянного тока в системе Scilab
В соответствии с рисунком 1.1 и параметрами блоков модели по варианту разработаем модель в Scilab.
Рисунок 4.1 - Расположение блоков модели управления двигателем постоянного тока посредством ШИМ
На рисунке 4.2 приведена разработанная модель с параметрами варианта. На рисунке 4.3 приведены параметры блока PULSE, формирующего ШИМ-сигнал.
На рисунке 4.4 приведены параметры блока CSCOPE (осциллограф), регистрирующего изменения переменных в модели.
На рисунке 4.5 приведены параметры блока CLOCK, управляющего регистратором (осциллографом).
Рисунок 4.2 - Модель в Scilab с данными варианта
Рисунок 4.3 - Параметры блока PULSE
Рисунок 4.4 - Параметры блока CSCOPE
Рисунок 4.5 - Параметры блока CLOCK
Время моделирования установлено .
На рисунке 1.6 показаны результаты моделирования модели по рисунку 1.2.
Рисунок 4.6 - Результаты моделирования
Далее в соответствии с методическими указаниями рассмотрим замену модели двигателя одним звеном. Для этого выполним соответствующие преобразования модели двигателя. На основе рисунка 4.1 структурную схему двигателя можно представить в виде, показанном на рисунке 4.7.
Рисунок 4.7 - Структурная схема двигателя
В соответствии с исходными данными по варианту параметры структурной схемы:
Преобразуем данную структурную схему, заменив звенья с передаточными функциями , и эквивалентным звеном. Преобразованная структурная схема приведена на рисунке 1.8.
Рисунок 4.8 - Преобразованная структурная схема
Аналогично преобразуем полученную структурную схему, заменив все звенья одним с эквивалентной передаточной функцией (рис. 1.9).
Рисунок 4.9 - Преобразованная структурная схема
После выполненных преобразований, с учетом исходных данных выполним моделирование двигателя в виде одного звена. Результаты моделирования сравним с используемой уже ранее моделью (рис. 1.2). Ранее используемую модель свернем с помощью блока SUPER. Результирующая модель показана на рисунке 4.10.
Рисунок 4.10 - Модель с разным представлением двигателя
На рисунке 4.11 показаны результаты моделирования модели рисунка 4.10. Как видно, скорости двигателей совпадают в обоих случаях, что свидетельствует о верно выполненных преобразованиях структурной схемы двигателя.
Рисунок 4.11 - Графики управляющего воздействия и скорости вращения двигателя
Рассмотрим моделирование следящей системы в Scilab, используя блок Scifunc. Модель исследуемой системы приведена на рисунке 4.12.
Рисунок 4.12 - Модель следящей системы
В блоке Scifunc используем следующую функцию:
function y1=funci(u1)
sig2=sig1-u_/k_;
if abs(u1)<=sig1 then
y1=0;
elseif abs(u1)y1=k_*(u1-sign(u1)*sig1);
else
y1=u_*sign(u1);
end
endfunction
Данная функция реализует нелинейную зависимость, приведенную на рисунке 4.12. Линейная часть следящей системы представлена передаточной функцией:
Рисунок 4.12 - Нелинейная часть следящей системы
Параметры системы:
График переходного процесса в следящей системе показан на рисунке 2.3.
Рисунок 4.13 - График переходного процесса в следящей системе
Достарыңызбен бөлісу: |
