Моделирование объектов и процессов управления (237,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Содержание УДК 519.876.2(075.8) ББК 22.18.я73 С603 Печатается по решению кафедры систем автоматического управления Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (протокол № 13 от 2 июня 2022 г.) Рецензенты: доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой систем автоматизированного проектирования Института компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета В. В. Курейчик кандидат технических наук, доцент кафедры ТСИТ Политехнического института (филиал) ДГТУ в г. Таганроге Н. А. Иванова Соловьев, В. В. С603 Моделирование объектов и процессов управления : учебное пособие / В. В. Соловьев, В. В. Шадрина, Е. А. Шестова, С. В. Кирильчик ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2022. – 158 с. ISBN 978-5-9275-4307-6 В первой части учебного пособия рассматриваются математические модели динамических систем в виде дифференциальных уравнений, передаточных функций и переменных состояния. Представлен пример разработки программного модуля для исследования системы управления с двигателем постоянного тока. Во второй части пособия рассмотрен процесс разработки автоматных моделей систем на примере коптильной установки. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавриата 15.03.04 и 27.03.04. Материалы пособия могут быть полезны для студентов, аспирантов и специалистов в области разработки моделей систем и математического моделирования. УДК 519.876.2(075.8) ББК 22.18.я73 ISBN 978-5-9275-4307-6 © Южный федеральный университет, 2022 © Соловьев В. В., Шадрина В. В., Шестова Е. А., Кирильчик С. В., 2022 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2022 2

Стр.3

Содержание СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………… 5 1. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ В ПРОЕКТЕ ………………………………..... 6 1.1. Модели в виде дифференциальных уравнений ………………. 6 1.2. Модели в виде передаточных функций ……………………….. 9 1.3. Модели в виде уравнений в переменных состояния …………. 10 1.4. Модель устройства управления для динамических систем ….. 13 2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ РЕШЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ………... 15 2.1. Анализ существующих программных продуктов ……………. 15 2.2. Формирование требований к программе для исследования динамических систем ………………………………………………. 21 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ………... 23 3.1. Вывод математических моделей двигателя постоянного тока …. 23 3.2. Разработка интерфейса пользователя …………………………. 27 3.3. Тестирование программного модуля …………………………. 33 3.4. Компиляция программного модуля в исполняемый файл …… 40 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ ……………………………………… 44 4.1. Модели динамических систем ………………………………… 44 4.2. Структурная схема динамических систем управления ………. 46 4.3. Приложение для исследования работоспособности динамических систем управления с двигателем постоянного тока ……… 47 4.4. Задание на выполнение ………………………………………… 51 4.5. Содержание отчета …………………………………………….. 5. ОБЗОР АВТОМАТНЫХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ ……………….. 5.1. Общие теоретические сведения ……………………………….. 54 55 55 5.2. Модели структурных автоматов ………………………………. 57 5.3. Формализация управляющей системы в классе автоматных моделей ……………………………………………………………… 61 3

Стр.4

Содержание 6. ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К РАЗРАБАТЫВАЕМОМУ МОДУЛЮ …………………………... 65 6.1. Анализ существующих программных продуктов для исследования автоматных моделей ………………………………………… 65 6.2. Требования к программному модулю ………………………… 69 7. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМАТНЫХ СИСТЕМ …………… 71 7.1. Синтез развернутой схемы конечного автомата состояний коптильной установки ……………………………………………… 71 7.2. Разработка интерфейса пользователя …………………………. 72 7.3. Программная реализация автоматной модели ……………….. 78 7.4. Реализация динамического поведения коптильной установки …. 79 7.5. Тестирование работоспособности программного модуля …… 84 7.6. Компиляция в исполняемый файл …………………………….. 89 8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМАТНЫХ СИСТЕМ …………………………………………. 92 8.1. Автоматные модели систем управления ……………………… 92 8.2. Разработка схемы конечного автомата коптильной установки … 93 8.3. Приложение для исследования работоспособности автоматной модели …………………………………………………………... 95 8.4. Задание на выполнение ………………………………………… 97 8.5. Содержание отчета …………………………………………….. 98 99 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………….. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………. 100 ПРИЛОЖЕНИЯ ………………………………………………………. 103 Приложение А ………………………………………………………. 103 Приложение Б ………………………………………………………. 105 Приложение В ………………………………………………………. 106 Приложение Г ………………………………………………………. 131 Приложение Д ………………………………………………………. 134 4

Стр.5