Разработка и применение пакета расширения SPEKTR_SM пакета SIMULINK CKM MATLAB (1012863), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Для нашей задачи в уравнении (2.3) надо положить 11 при 1= г' =0; К~--100 с,, где с, =1 10 в остальных случаях, Расчет искомой' системы управления методом моментов включает в себя следующие этапы; 1. По заданной математической модели (2.4) и системе уравнений моментов (2,3), используя библиотеку компонензов пакета %пзц)1п1, составляется расчетная структурная схема перетаскиванием нужных компонентов мышью в окно модели АРК1'Р).ЛБМ 1чг4 ММ (рис, 2.23). Подсистемы этой системы ФОР, ФКМ, ФСКЗ показаны соогвегсгвенно на рис, 2.11 — 2.13. Рис, 2,23 Эта модель предназначена для вычисления средних квадратичных значений от Ьл(О), зкх(0) и Ьа„(0) при оптимальном значении )гд —— 0.)2 (найденного спектральным методом) и учете всех воздействий на систему.
2. Для оптимального значения (гп = 0.12 определяем средние квадратичные значения лЬ(О), Л~„(О) и Ла„(О) прн уче~е всехвоздействий на систему. Графики средних квадратичных значений лл(О), Л'г' (О) и Ла„(0) представлены на рис. 2,24,а, 2.24,б, 2,24,е соответственно. Результаты расчета методом моментов (рис. 2.24) и спектральным методом (см. рис, 2.22) совпадают. 1О 1.5 0.5 1.5 0 О 5 10 15 20 25 Рис. 2.24 Приложение 1 ОПИСАНИЕ ИДЕНТИФИКАТОРОВ И ПРОЦЕДУР ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ОПЕРАЦИЙ СПЕКТРАЛЬНОГО МЕТОДА 1.
Идентификаторы базисных функций (БФ1 1.1. Непрерывные ВФ: р — полиномы Лежандра. ~ — полиномы Чебышева первого рода. и — полиномы Чебышева второго рода. с — косинусоиды. 1 — комплексные зкспоненциальные Функции. у — диадно-упорядоченные Функции Уолша. х — Функции Хаара. 1.2. Дискретиые БФ: г — полиномы Чебышева. т — полиномы Хана-Чебышева первого рода.  — полиномы Хана-Чебышева второго рода. /с — полиномы Кравчука.
е — комплексные зкспоненциальные функции. г1 — косинусоиды. г — диадпо-упорядоченные функции Уолша. й — Функции Хаара. 2. Идентификаторы элементарных операций К ним относятся: М — вычисление непрерывных БФ. 0 — вычисление дискретных БФ. Ф — вычисление непрерывных и дискретных БФ.
ЮХ вЂ” вычисление НСХ непрерывной одномерной Функции. АХ вЂ” вычисление НСХ дискретной одномерной Функции, лгС вЂ” вычисление НСП непрерывной корреляционной функции. РС вЂ” вычисление НСП дискретной корреляционной функции. Р) (И) — вычисление ДН ПФ дифференцирующего (разностного) звена. /1 ( С1 ) — вычисление ДН ПФ интегрирующего (суммирующего) звена. )У вЂ” вычисление ДНПФ усилительного звена. УМ вЂ” вычисление ДНПФ множительного звена. СР— вычисление ДНПФ звена чистого сдвига. ЕΠ— вычисление ДНПФ экстраполирующего звена нулевого порядка.
РŠ— вычисление ДНПФ дискретного элемента с бесконечно малым временем замыкания ключа. РТ вЂ” вычисление ДНПФ звена понижения такта. АР— вычисление ДНПФ апериодического звена. АК вЂ” вычисление ДНПФ кратного апериодического звена. КΠ— вычисление ДНПФ колебательного звена. Риг — вычисление ДНПФ дискретного экстраполятора нулевого порядка. ОХ вЂ” вычисление функции времени по НСХ (операция обращения). ОР— вычисление дисперсии случайного сигнала по НСП (операция обращения). КР— вычисление корреляционной функции случайного сигнала по НСП (операция обращения). 3. Описание процедур (элементарных операций спектрального метода) и их формальных параметров 3.1.
Олисание процедур ненрерывных элементарных онераций спектралытго метода 1. ЗДгВ??1(Е),Е,г) — вычисляется матрица-строка Е непрерывных БФ на отрезке [О, г) на системе тактовых точек (! — 1)г/11, где 1= 1,...,Е)г1. Результат представляется матрицей порядка Е)хЛ. 2. 5)уХ??1(1, Ю!д) — вычисляется усеченная НСХ порядка М! на отрезке 10, г] по аналитически заданной функции 1'(х) . 77 3.
Х«уС??1!В,Л«1,«) — вычисляется усеченная матрица НСП порядка Л«! х л«1 на отрезке !О, «) по аналитически заданной корреляционной Функции Я(х,у) . 4. 571??1(«,В) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ интегрирую«пего звена порядка В х! на отрезке !О, «1. 5. ЯР1??1(«,В) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ дифференпирую«цсго звена порядка Т.х В на отрезке 1О, «). б. ВМ1??1(«,Е) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ звена начальнык значений порядка ?.х Е на отрезке !О, «!. 7. ВАР?? 1(М),Т,«г,«) — вычисляется усеченная матрица ДНЛФ апериодического звена порядка «т'1х «у! на отрезке !О, «); Т вЂ” постоянная времени апериодического звена; «г — коэффициент усиления апериодического звена. 8, 5КО?? 1(%1,Т,««1,К,«) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ апериодического звена порядка д«! х «у! на отрезке 1О, «); Т вЂ” постоянная времени колебательного звена; «г — коэФфициент усиления колебательного звена; И вЂ” коэдзфипиент лемпфирования колебательного звена.
9. ВС«)??1(«т'1,Т1,«) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ звена чистого сдвига порядка Ю1хй«! на отрезке 1О, «); 7'1 — величина чистого сдвига; если 7! > О, то Т! — величина запаздывания, если Т! < О, то Т1 — величина упреждения. 10. ЯУ?? 1(«,п«1,«) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ усилительного звена порялка «т'1х «т'! на отрезке !О, «! по аналитически заданной функции 7(х) . Заметим, что илентификатор <'«?> в имени процедуры должен бьиь заменен комбинацией имен базисных систем функций, т.е.
<?? > =-<Рр~!ии!РсЯтт)хх>. 3.2. Оаисаиие процедур дискретных элементарных операций спектральпоео метода 1. 5«)В??1(В1,7.) -- вычисляется матрица-строка Е дискретных БФ на отрезке !О, «! на системе тактовых точек О 1„...,7.1 — 1. Резуль- тат представляется матрицей порялка 01х «.. 78 2. БУХ?? 1(2,!У1,2,!) — вычисляется усеченная НС)( порядка !т'1 на отрезке [О, г[ по аналитически заданной дискретной функции 2'на системе равноотстоящих тактовых точек (г/П, где ! =0,1,2,...,Е! — ! 3.
БФС??1(КГ,Ж1,с!) — вычисляется усеченная матрица НСП порядка Дг! х М на системе равноотстоящих тактовых точек 1! / Е1, где 1=0,1,2,...,П вЂ” 1, на отрезке [О, г[ по аналитически заданной дискретной корреляционной функции КУ(),и) (2.1> Л'1). 4. БС!?? 1(Е 1, Е) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ суммирукппего звена порядка Ех Е на отрезке [О, г[; Е! — число тактовых точек на интервале работы системы управления (Ы > Ц .
5. БИ?? 1(?.1, Е) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ разностного звена порядка Ех Е на отрезке [О, г[; Л1 — число тактовых точек на интервале работы системы управления (Ы > Е) . 6. БМ1??1(П,Е) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ звена начальных значений порядка ЛхЕ на отрезке [О, г[; Е!— число тактовых точек на интервале работы системы управления (П>Е). 7. БАРТ? !(?т'1 Т,!г,21,!) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ апериодического звена порядка Л1хМ на отрезке [О, г[; Т вЂ” постоянная времени апериодического звена; Й вЂ” коэффициент усиления апериодического звена; П вЂ” число тактовых точек на интервале работы системы управления (Е! > Л'1) .
8. БСВ??!(Ж!,!1А) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ звена чистого сдвига порядка %! х ?у) на отрезке [О, ![; к — нели- чина чистого сдвига: если й > О, то ?г — величина запаздывания, если А < О, то?г — величина упреждения; Е! — число тактовых точек на интервале работы системы управления (Е1> Ы) . 9. БУХ??!()",М!л) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ усилительного звена порядка Ж(х?т'1 на отрезке [О, г[ по аналитически заданной функции ('(х) .
10. ЯРТ?? 1(Ф1, У2, П, Е2) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ звена понижения такта порядка л(2 х )т'1 на отрезке (О, г); П вЂ” число тактовых моментов на входе звена понижения такта; Е2 — число тактовых моментов на выходе звена понижения такта (Е2 кратно П и Е2<И,).1 > Л'1; Е2>?д2). Заметим, что идентификатор <??> в имени процедуры должен быть заменены комбинацией имен базисных систем функций, т.е. <?? >=< и ! хг ! оо' ! йй ! ее ! дд 1тт ! йй > .
3.3. Оиисаиие ироаедур иеирерывио-дискретиых элемеитариых оиерацай сиектральиого метода 1. 50Е?№1(И1,И2,П,!03) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ дискретного элемента порядка Л'2хЛ'1 на отрезке [О, г1; П вЂ” число тактовых точек на интервале работы системы управления; Ю вЂ” начало отсчета тактовых точек (П > й2; 0 < г0 к!/П) . 2. ЮЕО№?1(!т'1,У2,Пд) — вычисляется усеченная матрица ДНПФ экстраполируюшего звена нулевого порядка на отрезке!О, !). Порядок матрицы Ж!х%2; (.
! — число тактовых точек на интервале работы системы управления (П > % 2) . Заметим, что идентиФикаторы <?№> и <№?> в имени процедуры должны быть заменены комбинацией имен базисных систем Функций, т.е. <?№>=< рг~сй~сд!ид'!гд~уе(и~ту!хь>, <№? ><гр~йс,'дс'!ди!дг~е~ ~!зг! у~1йх> Приложение 2 ВЫЧИСЛЕНИЕ НСХ В БАЗИСЕ КЛАССИЧЕСКИХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ПОЛИНО МОВ 1. Квадратурные правила наивысшей алгебраической степени точности и их частные случаи Численное интегрирование функции х(т) с весовой функцией р(т) на конечном или бесконечном отрезке можно осуществить за- меной интеграла квадратурной суммой, т.е, оно сволится к прави- лу вычисления следующего вида: Д-1 ~ р(т)х(т)~й = ~>„а~сх(тг~), к=о Правило (1) при фиксированном 2. содержит 22, параметров т~г, го~~, и если их выбрать так, чтобы (1) выполнялось точно лля всех алгебраических полиномов степени не вь<ше (2Š— 1), то получим квадратурное правило наивысшей алгебраической точности.