МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВО «ВолгГТУ») Кафедра «Техническая эксплуатация и ремонт автомобилей» Лабораторная работа №7 «Моделирование и исследование систем автоматического управления (САУ) и регулирования (САР) объектов автотракторной техники с использованием пакета MATLAB и его подсистемы SIMULINK» По дисциплине «Мехатроника в наземных ТТС» Выполнила: Студентка гр. НТС-502 Ильенко М.Е. Проверил: Доцент Соколов-Добрев Н.С. Волгоград, 2023 Цель работы: освоить методы разработки и исследования системы автоматизированного регулирования с обратной связью с помощью блоков передаточных функций Transfer Fcn и библиотеки Simulink Задачи работы 1) Определение передаточной функции на основе физического закона, определяющего рабочий процесс 2) Упрощение структурных схем систем автоматического управления и регулирования 3) Разработка начальной и эквивалентной структурных схем систем автоматического регулирования с обратной связью в пакете визуального моделирования Simulink 4) Получение и сравнение выходных сигналов начальной и эквивалентной системы САР 5) Построение логарифмических частотных и амплитудно-фазовых частных характеристик (ЛЧХ и АФЧХ) по полиному передаточной функции Данные для передаточной функции в табл.1 Таблица 1 Номер 𝑊1 (𝑝) 𝑊2 (𝑝) 𝑊3 (𝑝) 𝑊4 (𝑝) 𝑊5 (𝑝) 𝑊6 (𝑝) 2/(0,1𝑝2 + 1) 1/𝑝 1/(𝑝2 + 1𝑝 + 1) 0,5/𝑝 2/(2𝑝2 + 𝑝) 0,1𝑝/(0,3𝑝2 + 1) Варианта 4 Рис. 1. Схема моделирования Для того чтобы построить и проанализировать данную схему построим ее Matlab Simulink. 2 Рис.2 Схема в Simulink Рис.3 ЛЧХ колебательного звена передаточной функции 3 Рис.4 АФЧХ колебательного звена передаточной функции Для того чтобы в дальнейшим решить данную модель упростим ее до одного звена, для этого воспользуемся основными формулами при упрощении передаточной функции. Практическая часть: 𝐾1 (𝑝) = 𝑊4 (𝑝) ∗ 𝑊3 (𝑝) 𝐾2 (𝑝) = 𝑊2 (𝑝) 1 − 𝑊2 (𝑝) ∗ 𝐾1 (𝑝) 𝐾3 (𝑝) = 𝑊1 (𝑝) ∗ 𝐾2 (𝑝) 𝐾4 (𝑝) = 𝑊5 (𝑝) ∗ 𝑊6 (𝑝) 𝐾5 (𝑝) = 𝐾3 (𝑝) 1 − 𝐾4 (𝑝) ∗ 𝐾3 (𝑝) 4 Продемонстрируем полученное выражение в Simulink: Рис.5 Упрощенная схема Построим ЛЧХ и АФЧХ с помощью скрипта linmod, bode, nyquist Рис.6 ЛЧХ колебательного звена передаточной функции 5 Рис.7 АФЧХ колебательного звена передаточной функции Рис. 8. Подключение Constant и Scope 6 Рис. 9. График единичной неровности Вывод: в данной работе составили визуальную модель САР в пакете моделирования Simulink, так же она была упрощена, до одного звена. С помощью скрипта построена ЛЧХ и АФЧХ. Во время упрощения было выявлено что системы совпадают, что доказывает, правильность приведения системы к одному звену. 7