Имитационное моделирование системы

Соберем модель скорректированной системы в системе моделирования Simulink. На рисунке 4.1 показана модель Simulink, составленная по структурной схеме рисунка 3.5.

Рисунок 4.1 – Модель Simulink

Для начала определим прямые показатели системы для краевых случаев и величину статической ошибки. Для этого следует на главный вход системы подать единичное входное воздействие. Так как обратная связь не единичная, с точки зрения системы, единичным сигналом является величина задающего воздействия U_з = 10 В.

В таблицу 4.1 сведены все интересующие нас значения. На рисунках 4.2 и 4.3 показан выход системы соответственно для минимума нагрузки и максимума нагрузки.

Таблица 4.1 – Отработка единичного входного воздействия

Случай	Выход системы	Прямые показатели	εст %
С3 макс, м	С3 уст, м	σ %	tр (1,35%), с
Минимум	1,0750	0,9994		0,41	0,06
Максимум	1,1566	0,9994		0,38

Рисунок 4.2 – Переходная характеристика при минимуме нагрузки

Рисунок 4.3 – Переходная характеристика при максимуме нагрузки

Очевидно, что система не выходит по прямым показателям за пределы допустимых значений. Отметим, что ненулевая статическая ошибка в данной модели полностью обусловлена возмущением и примерно совпадает с теоретическим значением.

Затем следует проверить как система отрабатывает программную траекторию. Ниже представлен код программируемого блока системы Simulink.

На рисунке 4.4 показана система после ввода программируемого блока, на рисунках 4.5 и 4.6 показан выход системы при минимуме и при максимуме нагрузки и на рисунках 4.7 и 4.8 показана ошибка системы, переведенная в относительные единицы при минимуме и при максимуме нагрузки.

Рисунок 4.4 – Модель Simulink с введенным программируемым блоком

Рисунок 4.5 – Выход системы при минимуме нагрузки

Рисунок 4.6 – Выход системы при максимуме нагрузки

Рисунок 4.7 – Ошибка системы в относительных единицах при минимуме нагрузки

Рисунок 4.8 – Ошибка системы в относительных единицах при максимуме нагрузки

Внешне рисунки 4.5 и 4.6 достаточно хорошо повторяют рисунок 2.2, что воплощает основной замысел. По рисункам 4.7 и 4.8 можно определить максимальную динамическую ошибку системы, для чего необходимо засечь максимальный всплеск. По рисункам 4.7 и 4.8 максимальная динамическая ошибка системы равна

Отметим, что теоретическая динамическая ошибка совпадает по значению только в моменты торможения. В моменты разгона из неподвижного состояния, ошибка достигает пика и становится больше теоретического значения, но все же не превышает регламент.

Таким образом, регулятор обеспечивает заданный регламент, и нет необходимости менять его структуру.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам расчета были выбраны следующие силовые компоненты привода механизма подъема/опускания груза промышленного робота: двигатель – МИГ-600А и редуктор – ET3010 с передаточным отношением 211,4. Данные силовые компоненты были выбраны с расчетом на программную траекторию рисунка 2.2, лишенную участков принудительного разгона и торможения.

После коррекции был получен регулятор (3.9). Скорректированные показатели системы отражены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Параметры скорректированной системы

Показатель	Нагрузка	Требования ТЗ	Примечание
минимальная	максимальная
теор.	практ.	теор.	практ.
tр, с		0,41		0,38	1,1	точность 1,35%; в столбце практ. указана оценка
σ %						в столбце практ. указана оценка
εст %	0,057	0,06	0,057	0,06	1,35
εдин %	0,4	0,8	0,4	0,9	1,02

Дата добавления: 2015-04-29