Модель системы регулирования уровня

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

“МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ”

Кафедра “ Интеллектуальные системы в управлении и автоматизации ”

Лабораторная работа №2

По дисциплине: “ Пакеты прикладных инженерных программ ”

Тема: ” Модель системы регулирования уровня  ”

   Выполнил: студент группы   БАП2001                                                                                                                      Горбатко П.П.

                                                                           Принял: мл. науч. сотр.

Белов Н.В

Цель:  Смоделировать систему, которая будет наполнять данный резервуар, учитывая некоторые параметры. Ознакомиться с новыми блоками, узнать за что они отвечают в данной системе.

Задание 1

Разместите в окне 6 блоков Constant для ввода констант 2g, W, H(0), а также величин S1, S2 и H1, которые пока тоже будут считаться постоянными.  Введите блок Integrator и предусмотрите задание начального условия от внешнего источника, как это описано в 1 лабораторной работе.  Разместите 2 блока Add из раздела Math Operations, выполняющих сложение и вычитание входных сигналов. В окне редактирования для одного из них задайте список сигналов (List of signals) в виде « +– » – знаки сигналов, поданных на входы (считая сверху вниз), а для другого в виде « –+ ». Разместите 2 блока Product (умножение) из раздела Math Operations, указав при редактировании для каждого из них количество входов (Number of inputs) – 2. Введите блок деления (Divide) из того же раздела (в случае надобности он может выполнять и умножение). Введите блок извлечения квадратного корня, поместив в окне модели блок вычисления квадратного корня Sqrt из раздела Math Operations Соедините блоки в соответствии с уравнением, задайте числовые значения констант, подключите блоки Scope и Display.

Сохраните модель в файле под именем object.mdl. Получившийся результат:

[pic 1]

Рис.1. Результат выполнения задания 1

Задание 2

Откройте окно модели object. Заданные числовые значения H1 = 5 м, S1 = 0.005 м2, S2 = 0.01 м2 соответствуют номинальному режиму, а условие H(0) = 0 означает, что в начале моделирования емкость пуста. Введите время моделирования 60 с и включите запуск модели. Откройте окно просмотра осциллографа и после автоматической установки масштабов убедитесь, что процесс выглядит так, как на рис.2. На дисплее высвечивается значение 9.9981e-001, практически равное заданному H0 = 1.

[pic 2]

Рис.2. График H(t) с измененными значениями

Введите теперь значения H(0) = 1.5 м, S1 = 0.003 м2, S2 = 0.008 м2 и проведите моделирование. Результат показан на рис.3. Режим отличается от номинального, а достигнутое значение уровня не совпадает с заданным и составляет 6.1695e-001.

[pic 3]

Рис.3. График H(t) с новыми значениями

Создайте подсистему «объект», пользуясь указаниями из 1 лабораторной работы. Предварительно скопируйте файл Object.mdl в файл Subobject.mdl. Затем выделите часть системы как показано на рис. 6 (нажата левая клавиша мыши). После отпускания клавиши вместо рамки появятся маркеры выделенных элементов, а после выполнения команд Edit → Create Subsystem. Получим результат на рис.4.

[pic 4]

        Рис.4. Создание подсистемы        

Щелкните дважды на прямоугольнике подсистемы и получите ее развернутое изображение.

Задание 3

Откройте окно новой модели и разместите в нем два блока Constant, два блока Integrator и блок Add. Разместите также 3 блока Gain (усилитель) из раздела Commonly Used Blocks и блок Ramp из раздела Sources.

Блоки Constant предназначены для задания начальных условий. Выберем ω(0) = 0 и φ(0) = 300. Последняя величина соответствует примерно середине диапазона изменения φ. Установите значения 0 и 300 в окнах редактирования параметров этих блоков.