Реферат
Введение 5
1 Проблематика автоматизированного проектирования систем автоматического
регулирования и частотные методы 7
1.1 Математическое обеспечение частотных методов проектирования 7
1.2 Выбор среды программирования 17
Выводы по разделу 1 18
2 Разработка комплекса программ 19
2.1 Структура комплекса программ 19
2.2 Библиотека функций для расчёта точных передаточных функций ЛЧХ-
библиотека-l.xmcd 19
2.3 Библиотека функций для расчёта асимптотических передаточных
функций P4X-6u6nuoTeKa-2.xmcd 23
Выводы по разделу 2 25
3 Тестирование разработанного программного обеспечения 26
3.1 Тестирование программы для расчёта точных ЛАЧХ 26
3.2 Тестирование программы для расчёта асимптотических ЛАЧХ 27
3.3 Тестирование программы для совместного расчёта точных и
асимптотических ЛАЧХ 28
Выводы по разделу 3 29
Заключение 30
Сокращения 31
Список использованных источников 32
ПРИЛОЖЕНИЕ А Рабочие листы MathCAD. Библиотека функций для построения точных частотных характеристик 33
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Рабочие листы MathCAD. Библиотека функция для построения асимптотических частотных характеристик 35
ПРИЛОЖЕНИЕ В Рабочие листы MathCAD. Точные частотные характеристики
38
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Рабочие листы MathCAD. Асимптотические частотные характеристики 43
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Рабочие листы MathCAD. Совмещённые точные и асимптотические частотные характеристики 46
Актуальность. Частотные методы анализа и синтеза систем автоматического регулирования (САР) широко использовались в то время, когда доступность к компьютерным вычислениям была ограничена. Эти методы позволяли выполнять анализ САР без сложных расчётов, применяя простейшие графические построения и специально рассчитанные таблицы некоторых функций.
В настоящее время компьютерные вычисления несколько отодвинули частотные методы, заменив их модальными методами различного вида, т. е. основанными на вычислении корней передаточных функций.
Но частотные методы обладают радом достоинств, которые связаны не с возможностью простых ручных выкладок, а с некоторыми методологическими особенностями.
Во-первых, частотные характеристики можно получать экспериментально без необходимости создавать модели в форме дифференциальных уравнений или передаточных функций.
Во-вторых, при экспериментальном получении частотных характеристик само по себе осуществляется упрощение математической модели, в том числе понижение порядка и пренебрежение несущественными нелинейностями.
Всё это приводит к тому, что использование частотных методов в ряде случаев остаётся актуальным.
При этом следует отказаться от ручных построений и использовать для этого компьютерные программы. Но многие вопросы применения частотных методов при компьютерных вычислениях пока недостаточно проработаны.
В связи с этим задача автоматизации частотных методов является актуальной.
Объект исследования — процесс автоматизации проектирования систем автоматического регулирования.
Предмет исследования — программное обеспечение для системы автоматизированного проектирования.
Объект разработки — комплекс программ для исследования систем автоматического регулирования на основе частотных характеристик.
Цель работы — создание программных модулей для автоматизации проектирования систем автоматического регулирования частотными методами.
Задачи работы:
1) разработка комплекса программных модулей для реализации метода анализа САР на основе асимптотических логарифмических частотных характеристик;
2) тестирование разработанного комплекса программ.
Методы, инструментальные средства и технологии разработки. В качестве программного обеспечения использована программа MathCAD14.
Значение для практики заключается в том, что созданный комплекс программных модулей может использоваться как составная часть системы автоматизированного проектирования САР различного назначения.
Результаты работы предназначены для использования сотрудниками НУЛ САПР кафедры вычислительной техники ИКИТ СФУ при выполнении научных исследований и в учебном процессе.
Рассмотрено математическое и методическое обеспечение для использования частотных характеристик при автоматизированном проектировании систем автоматического регулирования.
Разработано программное обеспечение в форме двух библиотек программных модулей и трёх головных программ, обеспечивающее автоматическое построение точных и асимптотических частотных характеристик, что позволяет автоматизировать использование этих методов при проектировании систем автоматического регулирования.
На тестовых примерах продемонстрирована методика применения разработанного программного обеспечения с пояснениями непосредственно на рабочих листах MathCAD.
Данный материал является математической основой для разработки и реализации программного комплекса, обеспечивающего исследование систем автоматического регулирования различными методами.
