Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования.


Скачать 326.91 Kb.
Название Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования.
страница 2/4
Тип Задача
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Задача
1   2   3   4

2.1. Система MATLAB.



Система MATLAB (сокращение от англ. “MATrix LABoratory”) разработана фирмой The MathWorks, Inc. (США, г.Нейтик, шт. Массачусетс) и является интерактивной системой для выполнения инженерных и научных расчетов, которая ориентирована на работу с массивами данных. Система использует математический сопроцессор и допускает обращения к программам, написанным на языках Fortran, C и C++.

Наиболее известные области применения системы MATLAB:

  • математика и вычисления;

  • разработка алгоритмов;

  • вычислительный эксперимент, имитационное моделирование;

  • анализ данных, исследование и визуализация результатов;

  • научная и инженерная графика;

  • разработка приложений, включая графический интерфейс

пользователя.

MATLAB – это интерактивная система, основным объектом которой является массив, для которого не требуется указывать размерность явно. Это позволяет решать многие вычислительные задачи, связанные с векторно-матричными формулировками, существенно сокращая время, необходимое для программирования на скалярных языках типа Fortran или C. Будучи ориентированной на работу с реальными данными, эта система выполняет все вычисления в арифметике с плавающей точкой, в отличие от систем компьютерной алгебры REDUCE, MACSYMA, DERIVE, Maple, Mathematica, Theorist, где преобладает целочисленное представление и символьная обработка данных.

Система MATLAB – это одновременно и операционная среда и язык программирования. Одна из наиболее сильных сторон системы состоит в том, что на языке MATLAB могут быть написаны программы для многократного использования. Пользователь может сам написать специализированные функции и программы, которые оформляются в виде М-файлов. По мере увеличения количества созданных программ возникают проблемы их классификации и тогда можно попытаться собрать родственные функции в специальные папки. Это приводит к концепции пакетов прикладных программ (Application Toolboxes или просто Toolboxes), которые представляют собой коллекции М-файлов для решения определенной задачи или проблемы.

В действительности Toolboxes – это нечто большое, чем просто набор полезных функций; часто это результат работы многих исследователей по всему миру, которые объединяются в группы по самым различным интересам, начиная от нейронных сетей, дифференциальных уравнений в частных производных, сплайн-аппроксимации, статистики и нечетких множеств до проектирования робастных систем управления, теории сигналов, идентификации, а также моделирования линейных и нелинейных динамических систем с помощью исключительно эффективного пакета SIMULINK.

Возможности системы MATLAB 7:
Среда разработки

  • Переработанные редактор массивов (Array Editor) и браузер рабочего пространства (Workspace Browser) облегчают просмотр, редактирование и визуализацию значений переменных

  • Новое средство Directory Reports позволяет сканировать M-файлы для анализа эффективности кода и взаимозависимостей в нем

  • Новое средство M-Lint Code Checker анализирует код и предлагает модификации, направленные на повышение производительности и облегчение поддержки

  • Добавлена возможность запускать на выполнение отдельные фрагменты M-кода прямо из редактора

Программирование

  • Добавлена возможность создания вложенных функций

  • Введен механизм анонимных функций, позволяющий определять однострочные функции прямо в командной строке или в сценариях

  • Добавлены условные точки прерывания, позволяющие останавливать выполнение программы при истинности заданного выражения

Математика

  • Введена целочисленная арифметика, позволяющая сохранять типы данных в процессе вычислений и обрабатывать бОльшие наборы данных

  • Введены арифметика с одинарной точностью (Single-precision), функции линейной алгебры, быстрого преобразования Фурье (FFT) и фильтрации для данных с одинарной точностью, позволяющие обрабатывать бОльшие наборы данных

  • Добавлены более робастные функции вычислительной геометрии, использующие ядро Qhull 2002.1 и дающие бОльший контроль над выбором используемых алгоритмов

  • Добавлена функция linsolve, позволяющая быстрее решать системы линейных уравнений путем указания структуры матрицы коэффициентов

  • Решатель обыкновенных дифференциальных уравнений (ODE solver) теперь позволяет работать с неявными дифференциальными уравнениями и многоточечными граничными условиями (multipoint boundary value problems)

Графика

  • Новый интерфейс вывода графиков позволяет интерактивно создавать и редактировать графики без ввода M-кода

  • Реализована возможность генерировать M-код, соответствующий графическому окну, что позволяет программно организовать повторное использование графиков.

  • Улучшенные возможности аннотирования графиков включают рисование фигур, выравнивание объектов, прикрепление аннотаций к точкам графиков

Внешние интерфейсы и доступ к данным

  • Введены новые функции файлового ввода/вывода для чтения очень больших текстовых файлов произвольного формата и записи файлов в форматах Excel и HDF5

  • Добавлена возможность сжатия данных в MAT-файлах, позволяющая сохранять больше данных при меньшем требуемом объеме дискового пространства

  • Новая функция javaaddpath позволяет динамически добавлять, убирать и перезагружать классы Java без перезапуска MATLAB

  • Введена поддержка custom-интерфейсов COM, серверных событий и сценариев Visual Basic

Производительность и поддержка платформ

  • JIT-ускоритель поддерживает все числовые типы данных и вызовы функций

  • JIT-ускоритель генерирует MMX-инструкции для целочисленной арифметики

  • Функции быстрого преобразования Фурье (FFT) используют новую версию библиотеки FFTW3

  • Ускорены загрузка и сохранение текстовых файлов


2.2 Среда имитационного моделировния Simulink.
Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области в которой он работает.

Simulink является достаточно самостоятельным инструментом MATLAB и при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLAB и остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLAB и другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink. Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink (например, LTI-Viewer приложения Control System Toolbox – пакета для разработки систем управления). Имеются также дополнительные библиотеки блоков для разных областей применения (например, Power System Blockset – моделирование электротехнических устройств, Digital Signal Processing Blockset – набор блоков для разработки цифровых устройств и т.д).

При работе с Simulink пользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков.

При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.

Преимущество Simulink заключается также в том, что он позволяет пополнять библиотеки блоков с помощью подпрограмм написанных как на языке MATLAB, так и на языках С + +, Fortran и Ada.
Блоки Simulink, используемые в работе.
Генератор ступенчатого сигнала Step



Назначение:

Формирует ступенчатый сигнал.

Параметры:

  • Step time - Время наступления перепада сигнала (с).

  • Initial value - Начальное значение сигнала.

  • Final value - Конечное значение сигнала.

Перепад может быть как в большую сторону (конечное значение больше чем начальное), так и в меньшую (конечное значение меньше чем начальное). Значения начального и конечного уровней могут быть не только положительными, но и отрицательными (например, изменение сигнала с уровня –5 до уровня –3).
Блок передаточной функции Transfer Fcn



Назначение:

Блок передаточной характеристики Transfer Fcn задает передаточную функцию в виде отношения полиномов:
,
где
nn и nd – порядок числителя и знаменателя передаточной функции,

num – вектор или матрица коэффициентов числителя,

den – вектор коэффициентов знаменателя.
Параметры:

  • Numerator — вектор или матрица коэффициентов полинома числителя

  • Denominator -вектор коэффициентов полинома знаменателя

  • Absolute tolerance — Абсолютная погрешность.


Порядок числителя не должен превышать порядок знаменателя.

Входной сигнал блока должен быть скалярным. В том случае, если коэффициенты числителя заданы вектором, то выходной сигнал блока будет также скалярным (как и входной сигнал).
Блок сохранения данных в рабочей области То Workspace.



Назначение:

Блок записывает данные, поступающие на его вход, в рабочую область MATLAB.

Параметры:

  • Variable name – имя переменной, содержащей записываемые данные.

  • Limit data points to last – максимальное количество сохраняемых расчетных точек по времени (отсчет ведется от момента завершения моделирования). В том случае, если значение параметра Limit data points to last задано как inf, то в рабочей области будут сохранены все данные.

  • Decimation – кратность записи данных в рабочую область.

  • Sample time – шаг модельного времени. Определяет дискретность записи данных.

  • Save format – формат сохранения данных. Может принимать значения:

  • Matrix – матрица. Данные сохраняются как массив, в котором число строк определяется числом расчетных точек по времени, а число столбцов – размерностью вектора подаваемого на вход блока. Если на вход подается скалярный сигнал, то матрица будет содержать лишь один столбец.

  • Structure – структура. Данные сохраняются в виде структуры, имеющей три поля: time – время, signals – сохраняемые значения сигналов, blockName – имя модели и блока To Workspace. Поле time для данного формата остается не заполненным.

  • Structure with Time – структура с дополнительным полем (время). Для данного формата, в отличие от предыдущего, поле time заполняется значениями времени.


Генератор белого шума Band-Limited White Noice.



Назначение:

Создает сигнал заданной мощности, равномерно распределенной по частоте.

Параметры:

  • Noice Power – Мощность шума.

  • Sample Time – Модельное время.

  • Seed - Число, необходимое для инициализации генератора случайных чисел.


2.3. Пакет подгонки кривых Curve Fitting Toolbox.
Curve Fitting Toolbox это набор пользовательских графических интерфейсов (GUIs) и M-функций созданных в вычислительной среде MATLAB.

Пакет позволяет использовать:

  • Первичную обработку данных, таких как разбиение на области и сглаживание.

  • Параметрическую и непараметрическую аппроксимацию: для параметрической аппроксимации можно использовать встроенную библиотеку функций или создать собственную. В библиотеку включены полиномы, экспоненты, дробно-рациональные функции, гауссовы суммы и другие. Для непараметрической аппраксимации используются сглаживающие сплайны и различные интерполяции.

  • Стандартный линейный метод наименьших квадратов, нелинейный метод наименьших квадратов, взвешенный метод наименьших квадратов, метод наименьших квадратов с ограничениями и устойчивые методы аппроксимации.

  • Возможность оценки качества проведенной аппроксимации.

  • Возможности анализа, такие как экстраполяция, дифференцирование и интегрирование.

При использовании функций, входящих в состав Curve Fitting ToolBox, доступны параметрические и непараметрические модели, кроме того, можно создавать собственные параметрические линейные и нелинейные модели. Возможна предварительная обработка данных, приближение данных с весами и обработка результатов, включающая вычисление доверительных интервалов для различных уровней вероятности и различные критерии пригодности приближения, интегрирование и дифференцирование полученного приближения и вычисление его в заданных точках. Функции Curve Fitting ToolBox позволяют также управлять процессом построения приближения, в том числе выбирать различные варианты целевой функции, включая способ приближения с адаптивным выбором весов для исключения выбросов.

В Curve Fitting ToolBox функции разбиты на несколько категорий:

Предварительная обработка данных

  • функция excludedata позволяет производить исключение данных из исходного набора по некоторому правилу.

  • функция smooth предназначена для сглаживания данных различными способами, включая фильтр Савицкого-Голея.

Получение статистической информации о данных

  • datastats - нахождение минимального и максимального значений, среднего, медианы, стандартного отклонения.

Построение параметрического приближения

  • основная функция fit производит подбор параметров, в ней задаются исходные данные, сама параметрическая модель, настройки алгоритма; она возвращает: построенную параметрическую модель с найденными значениями параметров, и различные критерии пригодности полученного приближения.

  • функция fittype позволяет выбрать одну из стандартных моделей или создать произвольную линейную или нелинейную параметрическую модель;

  • функция fitoptions предназначена для выбора минимизируемой целевой функции и задания различных опций, управляющих вычислительным процессом подбора параметров линейных и нелинейных параметрических моделей.

  • функция cfit служит для создания стандартной или пользовательской параметрических моделей с заданными значениями ее параметров.

Обработка результатов приближения и их визуализация

  • функция confint вычисляет доверительные интервалы для найденных параметров модели.

  • функция predint находит интервалы предсказаний наблюдаемых значений с заданной вероятностью.

  • функция differentiate позволяет продифференцировать построенную параметрическую модель.

  • функция integrate находит интеграл от построенной параметрической модели для заданных значений верхнего предела интеграла.

  • функция feval вычисляет значения параметрической модели при заданных значениях аргумента.

  • функция plot (это не функция MATLAB, она переопределена в Curve Fitting ToolBox) служит для простого построения графиков данных, параметрических моделей, графиков ошибок.


В данной работе в процессе разработки функций аппроксимации кривых разгона были использованы следующие функции пакета Curve Fitting ToolBox:
1   2   3   4

Похожие:

Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Ооо “ТулаПромПрибор”
Регулятор освещения ро–трн–30 предназначен для автоматического управления и регулирования яркости ламп накаливания
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Укпж-2
Установка предназначена для использования в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Терморегулятор set 01 программируемый на неделю (сутки) Назначение
Терморегулятор предназначен для автоматического и ручного регулирования температуры
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Нормативных правовых актов в области регулирования деятельности субъекто
...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Технический регламент
Действие настоящего технического регламента распространяется на объекты регулирования и связанные с требованиями к безопасности объектов...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon О безопасности объектов внутреннего водного транспорта
Действие настоящего технического регламента распространяется на объекты регулирования и связанные с требованиями к безопасности объектов...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Письмо Департамента регулирования и координации внутренней торговли...
Департамент регулирования и координации внутренней торговли, рассмотрев вопросы, поставленные в Вашем письме сообщает следующее
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Руководство по эксплуатации мюжк. 406433. 007 Рэ
Преобразователи предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Техническое описание и инструкция по эксплуатации бшид. 67351. 612 То
Установки предназначены для повышения коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий и распределительных сетей,...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Задача теплоснабжения
Если пассивные средства регулирования тепловлажностного режима не могут обеспечить комфорт при низкой температуре воздуха, то необходим...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Конспект лекций по учебной дисциплине «Правовое регулирование внешнеэкономической...
Целью регулирования является стабилизация и приспособление внешнеэкономического комплекса страны к изменившимся условиям мрт, мирового...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Методические указания по проверке и испытаниям автоматических систем...
Разработаны московским головным предприятием по "Союзтехэнерго", предприятием "Южтехэнерго", вти им. Ф. Э. Дзержинского при участии...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Доклад имеет три приложения. В первом освещены ключевые политики...
Подготовлено для Министерства торговли сша, Национальной администрации по океану и атмосфере (noaa), Национальной службы по метеорологическим...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Интенсивности и скорости движения, веса поездов, совершенствованием...
Арс. Автоблокировка в комплексе с алсн позволяет организовать движение поездов попутного следования с малыми интервалами и значительно...
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Тематический мониторинг сми : Новая система технического регулирования:...
Новая система технического регулирования: с начала августа вступили в силу технические регламенты Таможенного союза
Задача автоматического регулирования реализуется посредством автоматических систем регулирования (аср). Каждая система автоматического регулирования включает в свой состав объект регулирования. icon Проблемные ит в судопроизводстве и построение системы «электронного...
Магистранта кафедры финансового права и правового регулирования хозяйственной деятельности

Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2024
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск