Opakování
Naprogramujte v simulinku přenos (soustavy) F(p) = 1 / p^2. Realizujte pomocí jednotlivých integrátorů.
V případě, že je
výstupem dráha, co je vstupem? Co je výstupem prvního integrátoru?
Jaký má přenos rozměr?
Co jsou stavové proměnné (v tomto
případě)? Co je stav obecně?
Vyzkoušejte si možnost propojení Matlabu a simulinku tak, že před soustavu přidáte zesílení K a zkusíte srovnat odezvy pro různé hodnoty K (K=1 až 20). Jako vstupní signál použijte pulz dlouhý 0.2s o amplitudě 0.5.
Řešení proveďte tak, že v Matlabu spustíte m-file ve kterém budete měnit hodnotu K, následně spustíte simulaci modelu v simulinku (z tohoto m-file) a výsledné hodnoty simulinku zpracujete (vytisknete) opět pomocí (m-file) v Matlabu. (Příkaz sim)
Z naprogramovaného schématu podle bodu 1. zobrazte (pomocí jednoho scope v simulinku) průběhy první a druhé stavové proměnné. Uvažujte reakci na jednotkový skok a impulz.(zkuste impulz realizovat z dostupných prvků).
Zaveďte
k soustavě zápornou a kladnou zpětnou vazbu. Pozorujte změnu průběhů
stavů. Jaký je rozdíl mezi ovládáním a řízením?
Definujte
stabilitu. Jaký vliv má na stabilitu kladná a záporná zpětná vazba?
(Pozn.: realizován generátor sinusového průběhu.)
Zaveďte na vstup soustavy poruchový signál. Co se stane s průběhy stavů v případě bez a se zavedenou zpětnou vazbou? Co by mohlo být chybovým signálem v našem případě?
Metodou frekvenčních charakteristik navrhněte PID regulátor (v místech zlomů použijte např. hodnotu L = 10dB). Zobrazte odezvu na jednotkový skok. Jaký nejjednodušší typ standardního regulátoru je potřeba k dosažení nulové ustálené odchylky na skok řízení? A jaký regulátor je potřeba pro nulovou ustálenou odchylku z hlediska skokové poruchy? Omega řezu zvolte například rovno jedné. (proč je zadáno?). Srovnejte kvalitu regulace (řízení, porucha, rychlost, překmit) u regulátorů PD a PID.
Pomocí SISOTOOLu upravte (navrhněte) regulátor tak, aby odezva na jednotkový skok byla bez překmitu. (např. výstupní dráha je dráha automobilu, který má zajet k překážce a který ovládáme prostřednictvím zrychlení. ) Co musí platit pro aperiodický děj? Jaký je rozdíl mezi překmitem a kmitáním? Čím jsou způsobeny?
U navržených regulátorů zkuste zobrazit (pouze) průběhy stavových veličin – tj. Jedna stavová veličina na ose x a druhá na ose y. Zkuste také průběh řízení v okamžiku nenulových počátečních podmínek. (Výsledné grafy – stavové trajektorie).
Navrhněte PSD regulátor. Srovnejte odezvy pro soustavu realizovanou spojitě a pomocí ekvivalentního Z-přenosu. Proč odezvy na jednotkový skok si odpovídají a odezvy na impulz ne?
Navrhněte diskrétní regulátor.
Poslední úpravy 2009-09-23