Matlab *

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционноезвено. На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 
3.5. Колебательное звено. 
3.6. Инерционно-дифференцирующее звено. 
3.7. Форсирующее звено. 
3.8. Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением).

А в качестве примера мы рассмотрим изодромный регулятор для водяного нагревателя, что сейчас особенно актуально, поскольку наступила осень, и девушки раздеваются только на Бора-Бора или в душе.

Мне очень досадно наблюдать, как суровые инженеры, которые программируют микроконтроллеры для самонаводящихся ракет, не могут настроить систему контроля версий, чтобы работать комфортно, эффективно и командно.

Я хочу показать инженерам, как можно без боли контролировать изменения скриптов MATLAB и моделей Simulink, попытаюсь донести матлаберам, не знакомым с системой контроля версий (а таких большинство), что для вас это необходимый инструмент на каждый день.

В статье рассматривается практический пример анализа динамического поведения объекта, путем его моделирования в виде структурной схемы в двух программных средах математического моделирования SimulationX и SimInTech.

В статье наглядно демонстрируется, как представлять компактную гидравлическую систему в виде струкутурного набора типовых элементов (камер, поршней, пружин и т.п.), для рассчетна динамического поведения объекта.

Предположим, существует некий проект, где перед двумя разработчиками стоит задача расчёта/сбора каких-либо данных, а также их грамотной визуализации. При этом, один из разработчиков хорошо разбирается в матанализе или физике и имеет представление о том, как эта задача может решаться, а также дружит с MATLAB. Другой же разработчик, напротив, знает, как правильно интерпретировать набор данных и представить наглядный анимированный график, а также дружит с LabVIEW. Для подобных задач существует инструмент "Interface for MATLAB" в LabVIEW NXG, который позволяет обращаться к синтаксису MATLAB и совмещать преимущества графического и текстового языков программирования. Именно этот инструмент будет рассмотрен в данной статье.

Всем привет! На Хабр есть несколько статей, в которых рассказывается об использовании модельно-ориентированного проектирования (МОП) при разработке различных систем, в том числе и системы управления электродвигателем.

Мне тоже захотелось попробовать этот подход в деле при том, что в лаборатории давно пылился отладочный комплект на базе микроконтроллера серии C2000 от Texas Instuments, да еще и с синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ) в придачу.

В этой и последующей статьях я хотел рассказать, как с помощью МОП я создал адекватную модель объекта управления (трехфазного двигателя), промоделировал алгоритм векторного управления, настроил регуляторы и автоматически сгенерировал код для микроконтроллера из модели.

Скорее всего кто-то из читателей уже слышал о генерации HDL кода из моделей Simulink, а также есть немало людей кто задается вопросом насколько это эффективно.

Чтобы ответить на этот вопрос, в этой статье я покажу процесс разработки в целом, который помимо генерации HDL кода, включает разработку через моделирование с оптимизацией на уровне алгоритмов и непрерывное тестирование.

Сделаю это на примере разработки LDPC декодера стандарта DVB-T2, который удалось разработать меньше чем за два месяца. Итак, начнем с описания процесса разработки, который мы использовали.

Продолжение серии публикаций по модельно-ориентированному проектированию. Ранее я рассказывал о моделировании на земле, (системы управления АЭС), в воздухе (Коптер, СКВ самолета), под водой (управление подводной системы добычи газа). Мы рассматривали модели отдельных устройства (электродивигатели, приводы, преобразователи тока) и даже просто груз на пружинке. Сегодня пример моделирования из станы восходящего солнца, рассматривается динамика объекта весом более 60 000 тон, при полной загрузке.

В этой статье специалистов Национального морского института (Япония) рассматривается моделирование движения морского судна. В тексте подробно пошагово описана методология создания моделей, поэтому ее вополне можно рассмативать как учебную.

Несколько цитат:

...Методики моделирования и расчетов пропульсивных систем судов приобретают все более важное значение в решении вышеуказанных комплексных проблем. Особенно, когда становится важной одновременная оценка эффективности, безопасности и надежности пропульсивных систем в реальных условиях эксплуатации и переходных режимах работы.

...Методология системного анализа применяется для решения задач комплексного моделирования интегрированной пропульсивной системы судна. Системный анализ — это набор методологий и инструментов для расчетного моделирования динамических процессов, который обеспечивает целостное понимание работы системы и выявления существенных взаимосвязей между подсистемами...

... созданная структура модели, очень хорошо подходит для использования в модельно-ориентированном проектировании, например для виртуальных испытаний и цифровых двойников. Цифровые двойники обеспечивают связь данных реального мира с системной моделью, фокусируясь на различных аспектах работы системы в реальном времени и в динамических режимах в условиях реальной эксплуатации.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (РЕГУЛИРОВАНИЯ).
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления (регулирования). Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 
3.5. Колебательное звено.3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.6. Инерционно-дифференцирующее звено.
3.7. Форсирующее звено.

Тема сегодняшней статьи Инерционно-интегрирующее звено (интегрирующее звено с замедлением) будет интересно позновательно и жестко.

Актуальность

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (РЕГУЛИРОВАНИЯ).
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления (регулирования). Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 
3.5. Колебательное звено.3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.6. Инерционно-дифференцирующее звено.

Тем сегодняшней статьи: 3.7 Форсирующее звено (идеальное звено с введением производной)

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется. В доугих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (РЕГУЛИРОВАНИЯ).
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления (регулирования). Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора.
3.4. Апериодическое звено 2-го порядка.
3.5. Колебательное звено.
3.7. Форсирующие звено.

Тема сегодняшней статьи: 3.6. Инерционно-дифференцирующее звено

Будет как всегда интересно познавательно и жестко.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

В других сериях: 1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ.
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления регулирования. Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.
3.3. Апериодическое звено 1–го порядка инерционноезвено. На примере входной камеры ядерного реактора. 
3.4. Апериодическое звено 2-го порядка. 
3.6. Инерционно-дифференцирующее звено.
3.7. Форсирующее звено .
3.8. Инерционно-дифференцирующее звено.

Тема сегодняшней статьи: 3.2. Колебательное звено

Будет как всегда интересно познавательно и жестко. Зато в конце мы создадим виртуальный стенд с электрическим контуром и сможем им поуправлять в "ручном" режиме.

Некоторое время назад я занимался одной интересной задачей, относящейся к спутниковой навигации. Требовалось вычислить координаты объекта при известных координатах спутников в глобальной системе и известных координатах этих же спутников в локальной системе координат навигационного объекта. Задачу удалось решить, используя свойства кватернионов.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

В предыдущих сериях:
1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (РЕГУЛИРОВАНИЯ).
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.

3.2. Типовые звенья систем автоматического управления (регулирования). Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.

3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора.

Тема сегодняшней статьи:

3.4. Апериодическое звено второго порядка.

Как всегда будет жестко, познавательно и интересно.

За основу задания динамических свойств систем может быть принята любая из форм представления операторов: дифференциальные уравнения (ДУ), передаточные функции (ПФ), временные характеристики (ВХ) или частотные характеристики (ЧХ), однако для конкретных задач целесообразно выбирать наиболее рациональную форму [1].
Возможные преобразования форм представления моделей вход-выход показаны на Рисунок 1. Сплошные линии орграфа показывают однозначные преобразования, штриховые - неоднозначные преобразования экспериментальных данных. Результаты последних преобразований зависят от выбора структуры оператора и алгоритма обработки данных.

В продолжение темы модельно ориетированного проектирования, публикую очередную статью Калачева Юрия Николаевича, автора книги Моделирование в электроприводе. Инструкция по пониманию. Данный текст еще готовится к публикации в специализированных изданиях, но читатели хабра увидят его первые.

От теории к практике, наглядно, понятно и занимательно.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления.

2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.

3. Частотные характеристики систем автоматического управления. 3.1 Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.

3.2. Типовые звенья систем автоматического управления (регулирования). Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.

Тема сегодняшней статьи:

3.3. Апериодическое звено 1–го порядка (инерционное звено). На примере входной камеры ядерного реактора.

Будет интересно, познавательно и жестко.

В обычных наушниках без дополнительной обработки музыка звучит плоско. Кажется, что источник звука - в голове. Попытаемся это исправить!

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами» читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки» факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность!

Данные лекции готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

В предыдущих сериях:
1. Введение в теорию автоматического управления.
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3, 2.3 — 2.8, 2.9 — 2.13.
3. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕНЬЕВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (РЕГУЛИРОВАНИЯ).
3.1. Амплитудно-фазовая частотная характеристика: годограф, АФЧХ, ЛАХ, ФЧХ.

Тема сегодняшней статьи:
3.2. Типовые звенья систем автоматического управления (регулирования). Классификация типовых звеньев. Простейшие типовые звенья.

Хочешь вкусить плодов познания? — Грызи гранит науки!