1. Cel ćwiczenia:

Nabycie podstawowych informacji na temat identyfikacji obiektu sterowania oraz zapoznanie się ze wspomaganiem rozwiązywania zadań identyfikacji w środowisku programowym Matlab.

2. Przebieg ćwiczenia:

- Zaprogramować w środowisku GENIE strategię umożliwiającą uzyskanie skoku potencjału na wyjściu karty PCL-818L i zapisanie danych do pliku *txt. Następnie wykorzystując zestaw MAO zarejestrować charakterystykę skokową członu inercyjnego I rzędu.

Mamy daną transmitancję nieznanego obiektu:

W programie GENIE w oknie „task” budujemy układ:

Rys.1.Układ zbudowany w oknie „task”

Następnie w oknie DISP umieszczamy suwak i okno przebiegu. Wartość początkową suwaka - „initial value” ustawiamy na 3V.

Rys.2.Okno „disp” z otrzymanym przebiegiem wartości AI = f(t)

Charakterystyka ustala się na poziomie 4.89V. Wartość początkowa zadana na suwaku wynosi 3V, natomiast wzmocnienie ustawione na makiecie k = 1,6 , czyli 1,6 ∙ 3V = 4,8V. Czas potrzebny do ustalenia się tej charakterystyki zależny jest od czasów T₀, T₁ i T₂, które ustawiamy na makiecie wykorzystywanej w ćwiczeniu.

Ustawienia parametrów na makiecie pomiarowej:

T₁= 2s T₂=0,4s,

To=0,6s k=1,6

- wyniki zapisujemy w pliku *.txt (plik „log”), przenosimy do folderu matlab'a i zmieniamy rozszerzenie na *.m. Edytujemy ten plik notatnikiem i modyfikujemy zapisane w nim dane, tak aby stworzyć wektor kolumnowy [1 x n] gdzie n - liczba pomiarów. Na końcu pliku definiujemy zmienna „t” oraz funkcję rysowania wykresu:

A=[

0.527

0.527

0.532

4.897

4.902

4.902];

t=0:0.05:(300*0.05)-0.05

plot(t,A,'g')

- zakładając nieznajomość parametrów jednego z badanych obiektów, wyznaczamy je posługując się odpowiednią metodą,

Z otrzymanego w matlabie przebiegu wyznaczyliśmy czasy T₀ i T, a także wartość napięcia poziomu ustalonego y_u. Na osi poziomej 4cm odpowiada 5s, z proporcji obliczamy czasy T i T₀:

Nieznany obiekt zastępujemy transmitancją:

, gdzie T₁ = T - T₀ = 2,912s

- porównanie charakterystyk skokowych: wyliczonej przez Matlab, model analogowy obiektu dynamicznego oraz charakterystyki wyznaczonej na podstawie oceny parametrów z wynikami z poprzedniego podpunktu

W tym celu w simulinku zbudowaliśmy następujący schemat:

Używając funkcji rysowania wykresów w matlabie otrzymujemy następujące przebiegi:

Wnioski:

Najbardziej są zbliżone do siebie charakterystyki z obiektu MAO (1) oraz wyliczona przez matlab'a (2). Charakterystyka nr 3, dla której parametry zostały wyznaczone ręcznie z wykresu na papierze kształtem odbiega od pozostałych. Jest tak ponieważ niedokładnie mogła zostać wyznaczona styczna do wykresu. Czas ustalania się jest również najdłuższy w przypadku charakterystyki nr 3. Jest tak ponieważ w transmitancji tego układu występuje jedynie jeden parametr T w mianowniku. Jednak to, że nie będzie ona identyczna z pozostałymi wykresami, było wiadome, gdyż jest to przebieg dla układu zastępczego. Charakterystyka nr 2 jest opóźniona względem 1 o ok. 0,2s. Wartość ustalona dla charakterystyki 2 wynosi 4,8V czyli zgodna z oczekiwaną (k*3V=1,6*3V=4,8V). Natomiast dla charakterystyk 1 i 3 wynosi ona 4,9V. Błąd ten jest związany zapewne ze sprzętem wykorzystywanym w ćwiczeniu. Wiąże się z tym również różnica współczynnika wzmocnienia wynosząca 0,3 [V/V]. Podsumowując, metoda identyfikacji z wykorzystaniem matlab'a jest metodą pozwalającą na dość dokładne zidentyfikowanie obiektu sterowania.

---