50442

Моделирование детерминированных процессов

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Исследование задачи моделирования на ЭВМ детерминированных составляющих произвольных воздействий в системах управления. Машинная реализация схемы моделирования порождающего детерминированный процесс однородного дифференциального уравнения осуществляется в настоящей работе стандартными средствами пакета SIMULINK. Полученное по исходным данным дифференциальное уравнение с вычисленными начальными условиями реализуется в схему моделирования которая средствами системы SIMULINK преобразуется в блокдиаграмму Sмодели...

Русский

2014-01-23

70 KB

15 чел.

Лабораторная работа №2

Моделирование детерминированных процессов.

Цель работы. 

  Исследование задачи моделирования на ЭВМ  детерминированных составляющих произвольных воздействий в системах  управления.

Основные положения

  Произвольный детерминированный процесс g(t), заданный своим аналитическим выражением, с  известной степенью точности может быть представлен своей конечномерной аппроксимацией в виде отрезка разложения по  выбранной   системе линейно-независимых (базисных) функций. Любое подобного рода разложение после соответствующих преобразований  может быть записано в виде некоторого квазимногочлена:

,                                                (1)

где , - целые относительно переменной t многочлены, комплексные числа, t  непрерывное время.

Множество процессов, описываемых выражением (1) принадлежит семейству возможных решений линейных дифференциальных уравнений порядка “n”. При этом, каждая функция  вида (1) является решением  некоторого линейного однородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами и вполне определенными начальными условиями, т.е.

                                            (2)

                                          (3)

Данное обстоятельство определяет ход  решения поставленной задачи: моделирование процесса осуществляется путем построения  и реализации на ЭВМ линейного однородного дифференциального уравнения вида (2), решением которого является этот процесс с  начальными условиями (3).

Если   изображение по Лапласу моделируемого сигнала, где A(s) и B(s) целые, относительно переменной s многочлены, тогдаили, в развернутом виде

,       (4)

где    характеристический многочлен синтезированной дифференциальной модели,

целый многочлен степени меньше, чем n.

что позволяет сразу  записать во временной области искомое однородное уравнение (2). Недостающие для полной определенности задачи начальные условия (3) находятся следующим образом: применение к обеим частям уравнения (2) преобразования Лапласа с учетом ненулевых, подлежащих определению начальных условий (3) приводит к следующему выражению:

,                    (5)

Левые части соотношений (4) и (5) полностью идентичны. Правые части этих выражений являются целыми относительно переменной  многочленами степени . Приравнивая коэффициенты многочленов при одинаковых степенях  можно в каждом конкретном случае получить линейную систему алгебраических уравнений относительно искомых начальных условий. Единственное решение этой системы уравнений полностью доопределяет  исходные данные, необходимые для машинной реализации полученной математической модели процесса.

Другой способ определения начальных условий состоит в последовательном дифференцировании заданной функции и вычислении производных в момент времени t=0.

Описание модели.

   Машинная реализация схемы моделирования, порождающего детерминированный процесс однородного дифференциального уравнения, осуществляется в настоящей работе стандартными средствами пакета SIMULINK.

Полученное по исходным данным дифференциальное уравнение с вычисленными начальными условиями реализуется в схему моделирования, которая, средствами системы SIMULINK, преобразуется в блок-диаграмму S-модели, составляемой из блоков элементарных операций.

Программа исследований.

1). Запустите программу MATLAB for Windows и загрузите пакет SIMULINK.

2). В соответствии с конкретным вариантом исходных данных получите аналитическое выражение для порождающего моделируемый процесс однородного дифференциального уравнения (2) и определите соответсвующие начальные условия (3).

3). Составьте схему моделирования и согласуйте ее с преподавателем.

4). Реализуйте средствами пакета SIMULINK схему моделирования.

5). Получите на экране монитора серию реализаций моделируемого процесса, соответствующих различным числовым значениям отдельных его параметров.

6). Сформулируйте выводы о проделанной  работе.

Содержание отчета.

1). Цель работы.

2). Краткое теоретическое  обоснование и основные формулы.

3). Схема моделирования.

4). Результаты моделирования.

5). Выводы .

2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44443. Проект 10-ти этажного 40-ка квартирного жилого дома 1.76 MB
  Подсчёт объёмов конструктивных элементов и участков и удельных весов участков в общем объёме конструктивных элементов Чтобы повысить точность оценки рекомендуется разбивать конструктивные элементы на участки и оценивать каждый участок в отдельности. вес участков 1 Фундаменты: 1 участок: фундаменты наружных стен...
44444. Привод цепного транспортера 3.26 MB
  Моменты сопротивления сечения : под полумуфтой мм3 мм3; под подшипниками мм3 мм3; упорная ступень вала мм3 мм3; под червяком мм3 мм3. Напряжения изгиба : ступень под полумуфту начало участка Н мм2; ступень под полумуфту конец участка Н мм2; ступень под подшипник начало участка Н мм2; ступень под подшипник под подшипником Н мм2; ступень под подшипник конец участка Н мм2; упорная ступень начало участка Н мм2; упорная ступень конец участка Н мм2; ступень под червяком начало...
44445. Разработка приводной станции ленточного конвейера 1.21 MB
  Синтез передаточного механизма Исходные данные: Потребная мощность на приводном барабане Р = 38 кВт Частота вращения приводного вала nв = 30 об мин Диаметр приводного барабана Dб=500 мм Длина конвейера L=50 м Календарный срок службы Тк = 5 лет Ширина барабана В=650 мм Коэффициент использования в течении года Кг = 08 Коэффициент использования в течении суток Кс = 033 Определение ориентировочного передаточного отношения: общее передаточное отношение....
44446. Формирование рефлексии в младшем школьном возрасте 150.5 KB
  Изучить проблемы формирования рефлексии в младшем школьном возрасте. Дать характеристику рефлексии как психического феномена. Рассмотреть приемы формирования рефлексии в младшем школьном возрасте в учебной деятельности учащихся. Провести исследование для выявления формирования рефлексии у детей младшего школьного возраста с применением приемов.
44447. Разработка компьютерной игры «ПАКМАН» 1.08 MB
  Задачей этого курсового проекта является написание компьютерной игры «пакман». Основой задачей в игре является создание колобка, который будет поедать жёлтые шарики на игровом поле. Управление в игре производится с помощью клавиатуры, это позволяет изменять направление движения колобка
44448. Реализация клиент-серверного приложения (игры Собери двойку) 1.44 MB
  Информационное обеспечение Диаграмма прецедентов Это диаграмма на которой отражены отношения существующие между актерами и прецедентами. Диаграмма представлена в приложении А. Диаграмма классов Это статическая структурная диаграмма описывающая структуру системы она демонстрирует классы системы. Диаграмма представлена в приложении B.
44449. Возможные неисправности двигателей устанавливаемых на автомобили ВАЗ 2115, их причины и способы устранения 373 KB
  Крепежные отверстия для крепления головки блока выполнены с резьбой М12 x 125 мм. Различие только в длине болтов крепления головки к блоку цилиндров. Крепежные отверстия для крепления головки блока выполнены с резьбой М12 x 125 мм. Для крепления генератора использован новый кронштейн.
44450. Инструментально-штамповочный цех машиностроительного завода 4.34 MB
  Подкрановые балки Типы конструкций: Каркас железобетонный колонны фундаментные балки подкрановые балки Стены облегчённые металлические панели по серии 1.50893 Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий сооружений и жилищно-гражданских объектов Архитектурно-строительная часть: Фундаменты и фундаментные балки Фундаменты столбчатые монолитные из железобетона по серии 1. Фундаментные балки: Фундаментные балки железобетонные типа ФБ6 по серии 1.
44451. ИЗОБРАЖЕНИЕ МУЖСКИХ И ЖЕНСКИХ ОБРАЗОВ В ПРОЗЕ НИНЫ САДУР 223.5 KB
  Нина Николаевна Садур – современная прозаик-драматург. Заявила о себе еще в начале 80-х годов ХХ века. В настоящее время Нина Садур – один из лидеров современного литературного процесса. Ее книги выходят в ведущих столичных издательствах, переводятся на иностранные языки, экранизируются, ставятся на сцене.