Modelování polohových servomechanismů v prostředí Matlab / Simulink

Podobné dokumenty
Cvi ení 3. Cvi ení 3. Modelování systém a proces. Mgr. Lucie Kárná, PhD. March 28, 2017

Cvi ení 5 Simulink. Cvi ení 5 Simulink. Modelování systém a proces. Lucie Kárná. March 26, 2018

Zásady regulace - proudová, rychlostní, polohová smyčka

Předmluva 9 Obsah knihy 9 Typografické konvence 10 Informace o autorovi 10 Poděkování 10

Základy práce s programem Simulink. Michal Široký

Daniel Honc, František Dušek Katedra řízení procesů a výpočetní techniky, FCHT, Univerzita Pardubice

Modelování a simulace Lukáš Otte

Programování LEGO MINDSTORMS s použitím nástroje MATLAB a Simulink

KNIHOVNA MODELŮ TECHNOLOGICKÝCH PROCESŮ

Rozšíření modelů technologických procesů

Cvi ení 1. Cvi ení 1. Modelování systém a proces. Mgr. Lucie Kárná, PhD. March 2, 2018

Modelov an ı syst em u a proces

Opakování z předmětu TES

CW01 - Teorie měření a regulace

Vývojové práce v elektrických pohonech

Cvi ení 1. Modelování systém a proces. Mgr. Lucie Kárná, PhD. March 2, Organizace cvi ení 2 Matlab Za ínáme Základní operace Základní funkce

1. Regulace proudu kotvy DC motoru

Návrh a simulace zkušební stolice olejového čerpadla. Martin Krajíček

Dynamické chyby interpolace. Chyby při lineární a kruhové interpolaci.

Moderní nástroje pro vývoj elektronických řídicích jednotek

MĚŘENÍ A ANALÝZA ELEKTROAKUSTICKÝCH SOUSTAV NA MODELECH. Petr Kopecký ČVUT, Fakulta elektrotechnická, Katedra Radioelektroniky

Modulace 2. Obrázek 1: Model klíčování amplitudovým posuvem v programu MATLAB

Strojní konstanty řídících systémů

U Úvod do modelování a simulace systémů

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb. CW01 - Teorie měření a regulace 10.2 ZS 2010/2011. reg Ing. Václav Rada, CSc.

Frekvenční charakteristika soustavy tří nádrží

Tuhost mechanických částí. Předepnuté a nepředepnuté spojení. Celková tuhosti kinematické vazby motor-šroub-suport.

Pro tvorbu samostatně spustitelných aplikací je k dispozici Matlab library.

Hlavní parametry mající zásadní vliv na přesnost řízení a kvalitu pohonu

43A111 Návrh řízení podvozku vozidla pomocí lineárního elektrického pohonu.

VÝVOJ ŘÍDICÍCH ALGORITMŮ HYDRAULICKÝCH POHONŮ S VYUŽITÍM SIGNÁLOVÉHO PROCESORU DSPACE

MATEMATICKÝ MODEL HNACÍHO ÚSTROJÍ MOTOROVÉHO VOZIDLA

ŘÍZENÍ FYZIKÁLNÍHO PROCESU POČÍTAČEM

Ivan Švarc. Radomil Matoušek. Miloš Šeda. Miluše Vítečková. c..~"f~ AKADEMICKÉ NAKlADATEL.STVf. Brno 20 I I

POPIS, IDENTIFIKACE SYSTÉMU A NÁVRH REGULÁTORU POMOCÍ MATLABU V APLIKACI FOTBAL ROBOTŮ

7. ODE a SIMULINK. Nejprve velmi jednoduchý příklad s numerických řešením. Řešme rovnici

V následujících podkapitolách je popsáno nastavení modelů jednotlivých zařízení. Tento popis navazuje a

11 Subsystém a maskovaný subsystém, uživatelské knihovny

ŘÍZENÍ MODELU NEKÝVAVÉHO JEŘÁBU. Autor.: Lukáš Řápek Vedoucí.: Ing. Jan Zavřel, Ph.D.

elektrické filtry Jiří Petržela filtry se spínanými kapacitory

( LEVEL 2 něco málo o matematickém popisu, tvorbě simulačního modelu a práci s ním. )

Odpružená sedačka. Petr Školník, Michal Menkina. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

EXPERIMENTÁLNÍ STAND ŘÍZENÝ REAL TIME TOOLBOXEM NA TESTOVÁNÍ MEMBRÁN

Závěrečná zpráva projektu: Dynamika elektronických vaček

7 th International Scientific Technical Conference PROCESS CONTROL 2006 June 13 16, 2006, Kouty nad Desnou, Czech Republic REGULÁTORU JOSEF BÖHM

Digital Control of Electric Drives. Vektorové řízení asynchronních motorů. České vysoké učení technické Fakulta elektrotechnická

Obr. 1 Činnost omezovače amplitudy

i β i α ERP struktury s asynchronními motory

Vlastnosti členů regulačních obvodů Osnova kurzu

Dimenzování pohonů. Parametry a vztahy používané při návrhu servopohonů.

Logické řízení výšky hladiny v nádržích

KTE/TEVS - Rychlá Fourierova transformace. Pavel Karban. Katedra teoretické elektrotechniky Fakulta elektrotechnická Západočeská univerzita v Plzni

SIMULACE PULZUJÍCÍHO PRŮTOKU V POTRUBÍ S HYDRAULICKÝM AKUMULÁTOREM Simulation of pulsating flow in pipe with hydraulic accumulator

Flexibilita jednoduché naprogramování a přeprogramování řídícího systému

Analýza lineárních regulačních systémů v časové doméně. V Modelice (ale i v Simulinku) máme blok TransfeFunction

Řízení asynchronních motorů

Nastavení parametrů PID a PSD regulátorů

Využití neuronové sítě pro identifikaci realného systému

Stud. skupina: 3E/96 Číslo úlohy: - FSI, ÚMTMB - ÚSTAV MECHANIKY TĚLES, MECHATRONIKY A BIOMECHANIKY REAL TIME CONTROL

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

SIMULACE SYSTÉMŮ S ROZPROSTŘENÝMI PARAMETRY V SIMULINKU

Ṡystémy a řízení. Helikoptéra Petr Česák

MATLAB a Simulink R2015b

VLIV PROPUSTNÉHO PÁSMA POHONU NA DYNAMICKOU PODDAJNOST

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektroniky

25.z-6.tr ZS 2015/2016

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

Číslicové filtry. Honza Černocký, ÚPGM

Vývoj a testování elektronických řídicích jednotek pro automobily


Vozíky Graf Toku Výkonu

Modelování systémů a procesů (11MSP) Bohumil Kovář, Jan Přikryl, Miroslav Vlček. 8. přednáška 11MSP pondělí 20. dubna 2015

Přípravek pro demonstraci řízení pohonu MAXON prostřednictvím

Praha technic/(4 -+ (/T'ERATU"'P. ))I~~

Úvod do fuzzy logiky a fuzzy regulátory

15 - Stavové metody. Michael Šebek Automatické řízení

POUŽITÍ REAL TIME TOOLBOXU PRO REGULACI HLADIN V PROPOJENÝCH VÁLCOVÝCH ZÁSOBNÍCÍCH

1. Regulace otáček asynchronního motoru - skalární řízení

Automatizační technika. Regulační obvod. Obsah

Řízení a optimalizace Stavové modely a model-prediktivní řízení

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ - AUTOMATIZACE

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Příloha A návod pro cvičení 1. SESTAVENÍ MODELU V PROSTŘEDÍ MATLAB SIMULINK Zapojení motoru

Základní pojmy; algoritmizace úlohy Osnova kurzu

Mechatronické systémy struktury s asynchronními motory

Zpětná vazba, změna vlastností systému. Petr Hušek

Konfigurace řídicího systému technikou Hardware In The Loop

Střídavé měniče. Přednášky výkonová elektronika

Témata profilové maturitní zkoušky

A45. Příloha A: Simulace. Příloha A: Simulace

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Kvalita regulačního pochodu

Osnova přednášky. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Základy automatizace Vlastnosti regulátorů

Elektronické obvody analýza a simulace

Dynamické chyby interpolace. Chyby způsobené pasivními odpory. Princip jejich kompenzace.

Parciální diferenciální rovnice

Metody řízení moderních soustav s

Matematicko-fyzikální model vozidla

Modelování a simulace regulátorů a čidel

Workshop. Vývoj embedded aplikací v systému MATLAB a Simulink. Jiří Sehnal sehnal@humusoft.cz. info@humusoft.cz.

Transkript:

Modelování polohových servomechanismů v prostředí Matlab / Simulink Lachman Martin, Mendřický Radomír Elektrické pohony a servomechanismy 27.11.2013

Struktura programu MATLAB-SIMULINK 27.11.2013 2

SIMULINK Pracuje pouze společně s Matlabem, používá se pro simulaci a modelování dynamických systémů, využívá algoritmy MATLABu pro numerické řešení nelineárních diferenciálních rovnic, poskytuje možnost rychle a snadno vytvářet modely dynamických soustav ve formě blokových schémat a rovnic. 27.11.2013 3

Knihovna Simulinku Přehled jednotlivých knihoven Sources generování signálu: Constant, Step, Clock, Sine Wave, Signal Generator, atd. Sinks - zobrazení a uložení signálu: Scope, XY Graph, Display, To File, To Workspace, atd. Continuous - modelování spojitých dějů: Integrator, Derivative, PID Controller, Transfer Function, atd. Discrete modelování diskrétních dějů: Unit Delay, Difference, Discrete PID Controller, atd. Discontinuities modelování nespojitých dějů: Relay, Saturation, Dead zone, atd. Signal Routing práce se signály: Mux, Demux, Manual Switch, atd. Signal Attributes mění se typy a vlastnosti signálu. Math Operations matematické operace: Sum, Gain, Product, Divide, Abs, Math Function, atd. Logic and Bit Operations logické a bitové operace: Logical operator, Compare To Constant, Detect Change, atd. 27.11.2013 4

Knihovna Simulinku Přehled jednotlivých knihoven Lookup Tables vyhledávací tabulky: Interpolation Using Prelookup, 2-D Lookup Table, Lookup Table Dynamic, atd. User-Defined Function uživatelem definované vlastní funkce použité při simulaci (S-funkce, m-funkce). Model Verification bloky pro ověření správnosti výstupů z modelu: Check Static Range, Check Dynamic Gap, atd. Ports & Subsystems bloky portů a subsystémů vytvářených v modelu: Subsystem, Atomic Subsystem, If Action Subsystem, In, Out, atd. Model-Wide Utilities rozšíření o textový popis modelu: Model Info, DocBlock, atd. Blocksets & Toolboxes souhrn dalších toolboxů využívajících prostředí Simulinku. Commonly Used Blocks zde jsou z výše uvedených knihoven Simulinku vykopírované nejčastěji používané bloky a dané do jedné knihovny. Additional Math & Discrete speciální matematické operace. Demos demonstrační příklady práce v Simulinku. 27.11.2013 5

Modelovací okno v Simulinku V okně lze provádět následující akce Z diferenciálních rovnic vytvářet bloková schémata, nastavovat parametry simulace (doba simulace, krok výpočtu, metoda výpočtu, atd.) a spouštět vlastní simulaci, nastavovat parametry a vlastnosti modelu, je možné spouštět různé analýzy (např. lineární analýza). 27.11.2013 6

Základní nastavení parametrů simulace Nastavuje čas startu a zastavení simulace, velikost minimálního a maximálního kroku simulace, velikost tolerance, typ numerického výpočtu. 27.11.2013 7

Vytvoření blokového schématu stejnosměrného motoru Nejdříve matematický popis stejnosměrného motoru Matematické rovnice U = U e + R I + L di dt M k = K m1 I U e = K m2 ω M k M z = J r dω dt Po dosazení a Laplaceově transformaci U = U e + R I + L I s I = (U K m2 ) 1 R + L s M k M z = J r ω s ω = (M k M z ) 1 J r s 27.11.2013 8

Vytvoření blokového schématu stejnosměrného motoru Bloky jsou v knihovnách: Continuous, Math Operation, Sources, Sinks, nebo všechny bloky v jedné knihovně: Commonly Used blocks. 27.11.2013 9

Vytvoření subsystému MOTOR Subsystém obsahuje 2 vstupy a 2 výstup a je vytvořený z knihovny Ports & Subsystems, dále je vytvořena maska subsystému, kde se zaznamenají hodnoty Jr, R, L, Km1, Km2. 27.11.2013 10

Proudový regulátor s měničem Proudový regulátor je typu PI (Kpi, Tni), měnič nahrazen dopravním zpožděním. Subsystém proudového regulátoru 27.11.2013 11

Proudová smyčka Měření í simulace se provádí při zablokovaná hřídeli motoru Odezva na skok proudu Upravený subsystém MOTOR pro měření proudové smyčky 27.11.2013 12

Rychlostní smyčka Rychlostní regulátor je typu PI (Kr, Tr) Filtr v rychlostní smyčce je pro odstranění nežádoucích vysokých frekvencí 27.11.2013 13

Rychlostní smyčka nastavení regulátorů Odezva na skok rychlosti Parametry subsystému rychlostního regulátoru 27.11.2013 14

Polohová smyčka Polohový regulátor je typu P (zesílení Kv), kuličkový šroub má stoupání 40 mm/ot Xz žádaná hodnota polohy (v metrech) 27.11.2013 15

Proudový feedforward (Kffi váha feedforwardu), rychlostní feedforward (Kffv váha feedforwardu), Vz hodnota žádané rychlosti, Iz hodnota žádaného proudu. Zapojení feedforwardů 27.11.2013 16

Děkuji za pozornost 27.11.2013 17