Курстық жұмыс Пәні: «Басқару объектілерін моделдеу және идентификациялау» Мамандығы: 5В070200 – «Автоматтандыру және басқару» Орындаған: Қуатбек Жамиля Тобы: аутк-18-5 Нұсқа: №9 Қабылдаған: проф. Ибраева Л
Курстық жұмыстың орындалу тәртібі
жүктеу/скачать 0,89 Mb.
|
| Курстық жұмыстың орындалу тәртібі
Бактер арасындағы кранды басқару блоктары 1. V12(1) блогының h2>H-ден болған жағдайындағы блок-диаграммасын жинау. 3 сурет - резервуарлар арасындағы судың ағу жылдамдығын есептеудің ішкі жүйесі 4 сурет – V12(1) блок-диаграммасы 5 сурет – Fсn блогының параметрі Subsystem V12(1) блогының функционалдық сұлбасында Мuх блогы арқылы кірісіне түсетін Кl, hl және h2 мәндерін бір векторға біріктіріп, оны Fсn блогының кірісіне береді, онда V12 шығу шаманың мәні есептеледі. Fсn блогында V12 шығыс шамасын есептеу үшін №3 формула қолданылған. Ол - резервуарлар арасындағы судың ағу жылдамдығын есептеу үшін қажет. V12(1) блогының 3 кірісі және жалғыз шығысы бар. 2. V12(2) блогының блок-диаграммасын жинау. Бөлімінде h2≤H-ден болған жағдайды қарастырылады. 6 сурет - резервуарлар арасындағы судың ағу жылдамдығын есептеудің ішкі жүйесі 7 сурет – V12(2) блок-диаграммасы 8 сурет – Fсn блогының параметрі Subsystem V12(2) блогының функционалдық сұлбасында Мuх блогы арқылы кірісіне түсетін Кl, hl мәндерін бір векторға біріктіріп, оны Fсn блогының кірісіне береді, онда V12 шығу шаманың мәні есептеледі. Fсn блогында V12 шығыс шамасын есептеу үшін №3 формула қолданылған. Ол - резервуарлар арасындағы судың ағу жылдамдығын есептеу үшін қажет. V12(2) блогының 2 кірісі және жалғыз шығысы бар.
Бұл жерде V12 (1) және (2) бөлімнің есептелуі Switch блогындағы h2 ауысу мәніне байланысты өзгереді. 9 сурет - V12 блогының блок-диаграммасын жинау 10 сурет – V12 блок-диаграммасы 4. Vout блогының блок-диаграммасын жинау 11 сурет – Жүйеден судың ағу жылдамдығының мәні есептеуге арналған ішкі жүйе блогы 12 сурет – Vout блок – диаграммасы Vout блогының кірісіне Мuх блогы арқылы K2 және h2 мәндер бір векторға біріктіріліп, Fсn блогына түседі. Онда Vout шығу шаманың мәні №4 формуламен есептелінеді. Vout блогының екі кірісі мен бір шығысы бар. 5. V12 және Vout блоктарының блок-диаграммасын жинау. Бұл блокта h1 және h2 есептеулері №2 формуласы арқылы есептелінеді. Бұл блок-диаграммасында V12 және Vout блоктарын Мuх блогы арқылы кірісіне бір векторға біріктіріліп, Fсn блогының кірісіне жіберіледі. Fсn блогы №2 формула бойынша шыққан мәндерін һ1, һ2 шығыс мәндер векторынан аламыз. 13 сурет - V12 және Vout блоктарының блок-диаграммасын жинау. 6. Vinput блок-диаграммасын жинау 14 сурет - Vinput блок-диаграммасы Vinput блогы Switch блогындағы мәндер ауысу бойынша сәйкес келетін мәнді шығысқа жібереді. 7. К1 блогының блок-диаграммасын жинау. 15 сурет - К1 блогының блок-диаграммасы Бұл диаграмма k1 есептейтін диаграмма. Формуласы №5. k1 бактердің арасындағы кранның жұмысын сипаттайтын коэффициент. Блок-диаграммада екі Switch тұр. Осы блоктың 3 порты бар. Соның басқару портына контроллерден V1 сигнал келеді. 16 сурет – Switch блогының параметрлері Switch терезесінде параметрлерін орнатамыз. Threshold шектік мәні 0 және 80 болады. Соған байланысты біздің контроллерден келген ашылу сигналы 0-ден үлкен болғандықтан шарт орындалады. Switch ережесі бойынша 1 ақпараттық порттан -1 шама алынады да интеграторға беріледі. Сонда -1 мәні 0 мен 80 шамасында интегралданған кезде, ол бізде 0 ден 80 дейінгі шаманы қабылдайды. Switch блоктарының біріншісі крандардың ашық және жабық V1/V2 күйелері арасында қайта қосылуды орнату үшін керек. Ал екіншісі Р параметрі 80-ге тең болған күйді бақылап, К(Р) функциясының мәндері арасында сәйкес қайта қосылуды орнату үшін керек. 1 және -1 мәндері орнатылған екі Constant блогы бар, олар интегралдауға қажет болады, және тағы бір Constant блогы Р>=80 болған кезде К1(1) функциясына 0 мәнін меншіктеуге негізделген. Integrator блогы, қайта қосқыштан түскен (1 немесе -1) мәнді 0-ден 80-ге дейін интегралдау үшін, интегралданатын шаманың бастапқы мәні 80-ге тең (бұл блоктың шығу шамасы екінші қайта қосқыш кірісіне түседі). 17 сурет – Fcn блогының параметрлері Fсn блогы, мұнда К1 функциясының мәнін есептеп, Кl шамасы шығуға беріледі. 8. k2 блокының блок-диаграммасын жинау. Бұл блок-диаграмма k1 блокына ұқсас болып жасалады. Бірақ Fcn блогында орнатылған теңдеулер коэффициентерінің мәндері ауысты. 18 сурет - k2 блокының блок-диаграммасы 19 сурет – Fcn блогының параметрлері Бұл диаграмма k2 есептейтін диаграмма. Формуласы №5. К1 блок-диаграммасын құрғанда қолданылған Switch, Integrator, Constant элементтерден тұрады, Fcn стандартты блогында орнатылған теңдеулер коэффициентерінің мәндерімен ерекшеленеді. 9. sv1, sv2, k1, k2 блоктарын бірін біріне байланыстыру блок-диаграммасын жинау. Бұл ішкі жүйе біздің зерттеу нысанының блок-диаграммасы болып табылады. Мұнда апаттық жағдайлар қарастырылған. Авариялық жағдайда симуляция тоқтайды. 20 сурет - зерттеу нысанының блок-диаграммасының ішкі жүйесі Бұл ішкі жүйенің контроллерден түсетін сигналдарға негізделген Vinput, sv1, sv2 үш кірістері және екі h1 мен h2 шығысы бар. Tank_system_block сұлбаcы стандартты Constant, Relational Operator және Stop Simulation блоктарының екі даналары (бактердің толып кетуін тексеретін) тұрады. Бұл блоктың үш кірісі бар, оларға контроллерден сигналдар беріледі, және h1мен h2. екі шығысы бар Осы ішкі жүйе біздің зерттеу объектіміздің блок-диаграммасы болып табылады. 10. Statefllow библиотекасы арқылы ішкі жүйесінің блок-диаграммасын жинау 21 сурет - System ішкі жүйесінің диаграммасы Мұнда Stateflow диаграммасында Controller блогын қолдандық, ол Chart блогының данасы болып табылатын және контроллердің әрекетін сипаттайтын элемент болып табылады. Және резервуарлардағы су деңгейлерін анықтайтын Tank_System_Block ішкі жүйесі мен Clock сағаты бар. Clock сағаты Stateflow және Simulink ішкі жүйелік уақытты синхрондауға қажет. Ол үшін уақытты Stateflow блогына бөлек кіріске береміз. Clock және Controller блоктарын қосатын байланысына екі Hit Crossing блоктары қосылады. Тағы екі Hit Crossing блоктарын Controller блогымен Tank_System_Block блогының h2 шығудағы сигналын қосатын байланысқа қосамыз. Hit Crossing блоктарын қолдану үздіксіз интегралдау орындалатын Simulink моделіне еңгізілген Stateflow диаграммасында көшулердің дұрыс орындалуына керек. 11. Stateflow графикалық құралдарды пайдалана отырып, контроллер диаграммасын құру. Контроллердің сипаттау үшін Statefiow графикалық құралдар қолданылады. Жағдай: Кіріс: Vinput=1 (Vinput кранын ашу); V1=-1 (V1 кранын жабу); V2=-1 (V2 кранын жабу); Кіріс: V1=1 (V1 кранын ашу); Кіріс: V2=1 (V2 кранын ашу); Кіріс: V2=-1 (V2 кранын ашу); 22 сурет - Chart блогының ішкі жүйесі Chart блогында бастапқы нүктеден процесс State1 күйге көшеді, бұл күйдің кірудегі әрекеті Vinput кірудегі кранды ашатын сигналды жіберу болып табылады. Time1 уақыт өткеннен кейін State2 күйге көшу орындалады, бұл күйдің кірудегі әрекеті бактер арасындағы кранды ашу сигналды жіберу болып табылады. Екінші бактегі су деңгейі L_min мәнінен төмендеуін білдіретін h2 < L_min шарты болады. Егер де шарт орындалса, жүйе State4 күйге көшеді, бұл күйдің кірудегі әрекеті V2 шығудағы кранды жабу сигналды жіберу болып табылады. Екінші бактегі су деңгейі L_plus мәнінен өскенін білдіретін h2 > L_plus шарт орындалғанша жүйе осы күйде болады. Шарт орындалған кезде жүйе қайтадан State3 күйге көшеді. 12. Зерттеу объектісінің моделінің блок-диаграммасын құру және төрт жағдай зерттеу. Модельдің блок–диаграммасы MatLab жүйесінде Simulink пакетінде жиналады. 23 сурет - зерттеу объектісінің моделінің блок-диаграммасы 13 Модельде имитациялық тәжірибелерді өткізу. Жүйе жұмысында келесі келтірілген оқиғаларды модельдеу үшін Timel, Time2, L_plus және L_min жүйе параметрлерін табыңыз: а) жүйенің қалыпты режимде жұмыс істеуі; б) бірінші бактің толып кетуі.; г) шығудағы кранның бір ашылуы, бір жабылуы. Қалыпты жағдай Бірінші бак толуы Екінші бак толуы 4. V2 кранның ашылуы және жабылуы 4.13 Модельдеу нәтижесінде алынған нәтижелерді талдау.
Қорытынды Бұл курстық жұмыста резервуарлар каскадының динамикасы зерттедік. Қарастырылып отырған объектінің жүріс-тұрысын имитациялық модельдеу үшін MatLab жүйесінің Simulink және Stateflow пакеттерін қолдандық. Зерттеу объектісінің моделінің блок-диаграммасын MatLab жүйесінде Simulink пакетінде жинап, Stateflow пакеті арқылы модельдеің имитациялық тәжірибелерін өткіздік. Жүйе жұмысында келесі келтірілген оқиғаларды модельдеу үшін Timel, Time2, L_plus және L_min жүйе параметрлерін тауып: жүйенің қалыпты режимде жұмыс істеуін; бірінші бактің толып кетуін; екінші бактің толып кетуі; шығудағы кранның бір ашылуы, бір жабылу жағдайларды қарастырдық. Әдебиет тізімі 1. Ибраева Л.К. Басқару жүйелерінің объектілерін модельдеу. Оқу құралы – Алматы:АУЭС,2017. 2. Ибраева Л.К. Моделирование объектов систем управления. Уч.пособие – Алматы:АУЭС,2018. 3. Ибраева Л.К., Хисаров Б.Д. Басқару объектілерді модельдеу және идентификациялау. Оқу құралы – Алматы:АИЭС, 2009. 4. Ибраева Л.К., Хисаров Б.Д. Моделирование и идентификация объектв управления. Уч.пособие – Алматы:АИЭС,2009. 5. Кудинов Ю.И., Пащенко Ф.Ф.. Simulink : учеб.пособие.- СПб.: Лань – 2016. жүктеу/скачать 0,89 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|