Г.А. СЫРЕЦКИЙ
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
Лабораторный практикум
для студентов дневного и заочного отделений МТФ
специальности «Автоматизация технологических процессов
и производств (в машиностроении)»
Часть II
НОВОСИБИРСК
2009
УДК 681.51.015.26(076.5)
С 952
Рецензент А.В. <...> ISBN 978-5-7782-1183-4
Вторая часть практикума посвящена идентификации динамических объектов и моделированию систем автоматического управления нелинейными динамическими объектами посредством идентифицирующих нейросетевых регуляторов. <...> В первой лабораторной работе даны необходимые сведения, раскрывающие основные этапы идентификации динамических объектов с шумом измерения, а также инструменты пакета прикладных программ System Identification
Toolbox среды MatLab&Simulink. <...> Основное внимание уделено идентификации
объектов с использованием средств графического интерфейса System Identification Toolbox GUI. <...> Вторая лабораторная работа ориентирована на изучение принципов построения и освоение инструментов и техники моделирования систем управления с нейросетевыми идентифицирующими регуляторами библиотеки Control
Systems пакета Neural Network Toolbox. <...> 1
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОДНОКАНАЛЬНЫХ
ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ В СРЕДЕ SYSTEM
IDENTIFICATION TOOLBOX
Цель работы – изучение методов и освоение инструментов и
техники идентификации стационарных линейных объектов в среде
System Identification Toolbox компьютерной математической системы
MatLab&Simulink. <...> Изучить инструменты и технику идентификации объектов в среде System Identification Toolbox, ориентируясь на приведенный ниже
методический материал. <...> Выполнить работы по идентификации заданного объекта (процесса) в среде графического интерфейса System Identification Toolbox
GUI (далее SIT GUI). <...> Заменить в симулинк-модели системы исходный объект на модель идентифицированного объекта и оценить качество ее работы. <...> МЕТОДЫ, ИНСТРУМЕНТЫ И ТЕХНИКА
ИДЕНТИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ В СРЕДЕ
SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX
В среде системы System Identification Toolbox можно выполнять
работу по идентификации объектов с помощью функций, вводимых в
командную строку окна <...>
Моделирование_систем._Лабораторный_практикум._Ч.2.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Г.А. СЫРЕЦКИЙ
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
Лабораторный практикум
для студентов дневного и заочного отделений МТФ
специальности «Автоматизация технологических процессов
и производств (в машиностроении)»
Часть II
НОВОСИБИРСК
2009
Стр.1
УДК 681.51.015.26(076.5)
С 952
Рецензент А.В. Гаврилов, канд. техн. наук, доц.
Сырецкий Г.А.
С 952 Моделирование систем : лабораторный практикум / Г.А. Сырецкий.
– Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2009. – Ч. 2. – 54 с.
ISBN 978-5-7782-1183-4
Вторая часть практикума посвящена идентификации динамических объектов
и моделированию систем автоматического управления нелинейными динамическими
объектами посредством идентифицирующих нейросетевых регуляторов.
В
первой лабораторной работе даны необходимые сведения, раскрывающие
основные этапы идентификации динамических объектов с шумом измерения,
а также инструменты пакета прикладных программ System Identification
Toolbox среды MatLab&Simulink. Основное внимание уделено идентификации
объектов с использованием средств графического интерфейса System Identification
Toolbox GUI. Приведены примеры идентификации динамического объекта
в модели линейной системы управления.
Вторая лабораторная работа ориентирована на изучение принципов построения
и освоение инструментов и техники моделирования систем управления
с нейросетевыми идентифицирующими регуляторами библиотеки Control
Systems пакета Neural Network Toolbox. Приведены примеры построения,
настройки и исследования моделей систем автоматического управления уровнем
жидкости цилиндрического резервуара с использованием нейросетевых
симулинк-регуляторов библиотеки Neural Network Toolbox.
Практикум предназначен для студентов технических вузов направления и
специальности «Автоматизация технологических процессов и производств», а
также может быть полезен специалистам в области моделирования современных
систем автоматического управления.
Работа подготовлена на кафедре
автоматизации производственных процессов в машиностроении
УДК 681.51.015.26(076.5)
ISBN 978-5-7782-1183-4
2
© Сырецкий Г.А., 2009
© Новосибирский государственный
технический университет, 2009
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
Лабораторная работа II.1 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОДНОКАНАЛЬНЫХ
ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТОВ В СРЕДЕ System Identification Toolbox
1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ..............................................
2. МЕТОДЫ, ИНСТРУМЕНТЫ И ТЕХНИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ
ОБЪЕКТОВ В СРЕДЕ SYSTEM IDENTIFICATION TOOLBOX .....
2.1. Подготовка и получение экспериментальных данных об объекте .
2.2. Загрузка и подготовка данных в SIT GUI ....................................
2.3. Исследование данных средствами SIT GUI .................................
2.3.1. Предварительная обработка данных .........................................
2.3.2. Построение и оценка модели объекта .......................................
3. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ С МОДЕЛЬЮ ИДЕНТИФИЦИРОВАННОГО
ОБЪЕКТА .................................................................................
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ...........................................................
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УГЛУБЛЕННОЙ ПОДГОТОВКИ ............................
Рекомендуемые журналы .......................................................................
Интернет-источники ................................................................................
Лабораторная работа II.2 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
С НЕЙРОСЕТЕВЫМИ ИДЕНТИФИЦИРУЮЩИМИ РЕГУЛЯТОРАМИ
БИБЛИОТЕКИ Control Systems пакета Neural Network Toolbox ..............
1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ .............................................
2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ, ИНСТРУМЕНТЫ ПОСТРОЕНИЯ И ТЕХНИКА
ИЗУЧЕНИЯ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
БЛОКОВ НЕЙРОСЕТЕВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ
БИБЛИОТЕКИ CONTROL SYSTEMS ПАКЕТА NNT ..................
2.1. Модели систем с блоками NN Predictive Controller и NARMA-L2
2.1.1. Нейросетевая система управления с предсказанием .............
52
3
4
6
10
12
12
14
22
23
24
25
25
26
26
27
28
30
Стр.52
2.1.2. Система управления с регулятором NARMA-L2 ...................
2.2. МОДЕЛЬ НЕЙРОСЕТЕВОЙ СИСТЕМЫ С ЭТАЛОННОЙ
МОДЕЛЬЮ ....................................................................................
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ...........................................................
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УГЛУБЛЕННОЙ ПОДГОТОВКИ ............................
Рекомендуемые журналы ....................................................................
Интернет-источники .............................................................................
ПРИЛОЖЕНИЕ ..............................................................................................
39
42
47
47
48
48
49
53
Стр.53