Ədəbiyyat
1. Rüstəmov Q.Ə. Avtomatik tənzimləmə nəzəriyyəsi. 1-ci hissə. Bakı, 2003, 404 s.
2. Əlizadə A.N., Namazov M.B., Aslanov M.S. Matlab tətbiqi proqramlar paketi və
simvollu riyaziyyat. Dərs vəsaiti. Bakı, 2005, 280 s.
3. Seyidov M.İ., Qardaşova L.A., Səlimov V.H. Kompüter riyaziyyatı. Metodik vəsait,
Bakı, “Təhsil” EİM, 2010, 188 s.
28
LABORATORİYA İŞİ №3
(2 saat)
OBYEKTİN VƏZİYYƏT MODELİNİN ELEMENTAR BLOKLARDA REALİZASİYASI
İşin məqsədi: Matris formada (A, B, C, D) dördlüyü ilə verilmiş xətti vəziyyət
modellərinin Simulinkdə realizasiyası və tədqiqi.
1. N
əzəri məlumat
Obyektin vəziyyət modeli matris şəklində aşağıdakı kimi verilir (bax, lab. işi №2):
0
)
0
(
,
/
x
x
Bu
Ax
dt
dx
(1)
Du
Cx
y
T
n
x
x
x
x
)
,..
,
(
2
1
- n-ölçülü vəziyyət vektoru;
T
m
u
u
u
u
)
,...
,
(
2
1
- m-ölçülü idarə vektoru;
T
l
y
y
y
y
)
,...,
,
(
2
1
- l-ölçülü
müşahidə
olunan
çıxış
vektoru,
m
l
D
n
l
C
m
n
B
n
n
A
,
,
,
ölçülü matrislərdir. x
0
– başlanğıc şərt.
Məsələn,
.
)
0
1
(
,
0
0
2
1
,
0
5
.
0
1
0
,
2
0
0
1
,
3
5
.
2
1
0
0
T
x
D
C
B
A
(2)
Bu halda n=2, m=2, l=2. Yəni iki sayda x
1
, x
2
vəziyyət dəyişəni, iki sayda idarə siqnalı
u
1
, u
2
, iki çıxış y
1
, y
2
mövcuddur.
Əvvəldə isitifadə etdiyimiz state-space blokunun əsas çatışmazlığı x
1
, x
2
, ... vəziyyət
dəyişənlərinin vizualizasiya edilməməsidir. Bu blokun çıxışı y çıxış siqnalıdır. Lakin bir-çox
məsələlərdə x( t) dəyişənlərinin məlum olması tələb olunur.
Şəkil 1.1-də (1) obyektinə uyğun olan struktur sxem göstərilmişdir.
u
y
Bu
x
x'
Ax
Du
Cx
x
Inteqrallayici
Scope1
Scope
A
D
C
B
I*1/s
-C-
Şəkil 1.1
Şəkildən göründüyü kimi bütün hesablama əməliyyatları
Du
Cx
Bu
Ax
,
,
,
- matrisin vektora
vurulmasından, cəmləmədən və vektor
s
I
/
1
inteqrallamasından ibarətdir.
Matlabda hesablama elementi matris olduğundan bu sxemi Simulinkin elementar – Clock
( u-idarəsi zamandan asılı siqnal olarsa), Gain,Sum,Integrator, Mux (multipleksor) bloklarında
asanlıqla realizasiya etmək olar. y( t) –çıxışını və eyni zamanda x( t) vəziyyət dəyişənlərini də
müşahidə etmək üçün Scope cihazından istifadə etmək lazımdır.
Şəkil 1.2-də sxemin Simulinkdə realizasiyası sxemi göstərilmişdir.
29
x
y
x
B
D
C
A
Xo
- - - -
t
u
Scope1
Scope
1
s
xo
Integrator
[D] * uvec
Gain3
[A] * uvec
Gain2
[C] * uvec
Gain1
[B] * uvec
Gain
um
Fcn3
u2
Fcn2
u1
Fcn1
[x1o-----xno] Constant
Clock1
Şəkil 1.2
İdarə siqnalları u
1
, …,u
m
Fcn blokunda formalaşdırılır. Gain blokları K*uvec rejiminə
keçirilir. Başlanğıc şərtlər İntegrator blokunun external rejimində Constanta blokunun
parametrlər pəncərəsinə daxil olunur.
2. Nümunə
Tənlik (2)-nin realizasiyasına baxaq. Bu tənlik açıq şəkildə aşağıdakı normal tənliklər
sistemi şəklində yazılır:
.
0
0
2
1
0
5
,
0
1
0
,
2
0
0
1
3
5
.
2
1
0
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
u
u
x
x
y
y
u
u
x
x
x
x
(3)
,
0
,
1
),
3
cos(
1
.
0
5
.
0
),
1
(
1
20
10
2
1
x
x
t
u
t
u
u
1
kanalında
=1s gecikmə mövcuddur.
u1
u2
1
Tau=1
x
y
x
B
D
C
A
Xo
t
Transport
Delay
Step
Scope1
Scope
1
s
xo
Integrator
[1 2; 0 0]* uvec
Gain3
[0 1;-2.5 -3]* uvec
Gain2
[0 1;0.5 0]* uvec
Gain1
[1 0;0 2]* uvec
Gain
0.5+0.1*cos(3*u) Fcn
[1 0] Constant
Clock
a)
30
b) ç)
Şəkil 1.3
Şəkil 1.3-də (3) vəziyyət modelinin Simulinkdə realizasiya sxemi (a), vəziyyət
dəyişənləri (b) və çıxışları göstərilmişdir (ç).
3. Tapşırıq və işin yerinə yetirilmə qaydası
1. Variantlar üzrə idarə u
1
, u
2
siqnalarını, modelin (A, B, C, D) parametrlərini və
başlanğıc x
0
şərtləri seçməli.
2. Nümunədəki şəkil 1.3-ə əsasən modelləşdirmə sxemini yığmalı.
3. Parametrlər pəncərəsindən lazımi parametrləri daxil etməli.
4.
)
(
,
)
(
2
1
t
x
t
x
, – vəziyyət dəyişənlərinin qrafiklərini almaq.
5.
)
(
,
)
(
2
1
t
y
t
y
– çıxışlarının qrafiklərini almaq.
4. Hesabatın məzmunu
Hesabat 2-5 nəfərdən ibarət qruplar üçün tərtib olunur və aşağıdakı məlumatı əks
etdirməlidir:
1. İşin adı və məqsədi.
2. Modelləşdirilən
)
(
,
)
(
2
1
t
u
t
u
siqnalları, modelin (A, B, C, D) parametrləri və başlanğıc
şərtlər.
3. Nümunəyə uyğun modelləşdirmə sxemi (şəkil 1.3, a), vəziyyət dəyişənlərinin və
çıxışların qrafikləri (şəkil 1.3, b, ç).
5. Yoxlama suallar
ı
1. Obyektin vəziyyət modelinin ötürmə funksiyasından fərqi.
2. (A, B, C, D) matrislərinin ölçüsü.
3. Gain blokunun rejimi.
4. İntegrator blokunun rejimi.
5. Fcn blokunun rolu.
6. Variantlar
№
İdarə siqnalları
Modelin parametrləri
1.
)
2
sin(
3
.
0
,
1
2
1
t
u
u
0
1
,
1
,
2
,
2
)
1
0
(
),
0
1
(
,
1
0
0
1
,
1
4
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
2.
)
cos(
2
,
1
2
1
t
u
u
0
,
2
,
2
,
2
2
0
1
0
,
1
0
0
1
,
3
2
1
1
,
2
5
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
x
1
x
2
y
1
y
2
t
31
3.
)
1
.
0
cos(
3
.
0
)
2
sin(
2
.
0
2
1
t
u
t
u
)
1
1
(
,
1
,
2
,
3
0
),
0
1
(
,
1
0
2
1
1
0
,
2
5
10
1
0
0
0
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
4.
)
5
.
0
(
1
)
2
sin(
2
2
1
t
u
t
e
u
t
)
1
0
(
,
1
,
2
,
2
)
0
1
(
),
0
1
(
,
0
1
1
0
,
3
12
1
1
0
x
l
m
n
D
C
B
A
5.
)
4
.
0
sin(
2
.
1
,
5
.
0
2
1
t
u
u
0
,
1
,
2
,
2
2
1
),
1
1
(
,
4
5
.
0
1
0
,
2
4
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
6.
)
5
.
0
(
1
,
2
2
5
.
0
1
t
u
t
u
)
0
1
(
,
1
,
2
,
2
0
1
0
0
,
3
1
2
.
1
0
,
0
1
1
1
,
2
8
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
7.
)
5
.
0
sin(
10
)
5
.
0
cos(
2
1
t
u
t
u
0
,
1
,
1
,
2
2
),
2
1
(
,
2
0
,
6
12
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
8.
)
3
sin(
2
.
0
)
2
(
1
2
1
t
u
t
u
)
2
0
(
,
2
,
2
,
2
0
0
1
1
,
0
1
0
0
,
0
2
1
0
,
5
.
0
2
1
0
0
x
l
m
n
D
C
B
A
Ədəbiyyat
1. Rüstəmov Q.Ə. Avtomatik tənzimləmə nəzəriyyəsi. 1-ci hissə. Bakı, 2003, 404 s.
2. Əlizadə A.N., Namazov M.B., Aslanov M.S. Matlab tətbiqi proqramlar paketi və
simvollu riyaziyyat. Dərs vəsaiti. Bakı, 2005, 280 s.
3. Seyidov M.İ., Qardaşova L.A., Səlimov V.H. Kompüter riyaziyyatı. Metodik vəsait,
Bakı, “Təhsil” EİM, 2010, 188 s.
32
LABORATORİYA İŞİ №4
(2 saat)
SUPERPOZİSİYA PRİNSİPİNİN TƏDQİQİ
İşin məqsədi: Xətti obyektlərdə superpozisiya prinsipinin ödənilməsinin modelləşdirmə
yolu ilə yoxlanılması və tədqiqi.
1. N
əzəri məlumat
Superpozisiya prinsipi. Superpozisiya prinsipi yalnız xətti obyektlər (sistemlər) üçün
doğrudur. Xətti diferensial tənliklərlə yazılan obyektlər xətti obyektlər adlanır. Bu mücərrəd
riyazi tərifdən başqa obyektin xətti olmasının fiziki əlaməti də mövcuddur ki, bu da
superpozisiya prinsipidir: obyektə təsir edən giriş siqnallarının yaratdığı fərdi
reaksiyalarının cəmi bu siqnalların birlikdə (cəm şəklində) təsir etdikdə yaranan yekun
reaksiyaya bərabərdir.
Homogenlik (miqyaslaşma) xassəsi. Bu xassə də obyektin xətti olmasına dəlalət edir:
xətti obyektin giriş siqnalını sabit ədədə vurduqda çıxış siqnalı da bir o qədər dəyişir.
Superpozisiya prinsipinin xətti diferensial tənliklərlə yazılan obyektlər üçün ödənilməsini
göstərək. Fərz edək ki, iki girişdən və bir çıxışdan ibarət olan xətti obyektin tənliyi:
)
(
)
(
2
1
t
u
t
u
dt
dy
.
Başlanğıc şərt
0
)
0
(
y
,
)
(t
y
– çıxış,
2
1
,u
u
- giriş siqnallarıdır. Həlli, yəni obyektin
reaksiyasını tapmaq üçün bu tənliyin hər tərəfini inteqrallayaq:
t
t
t
t
y
t
y
dt
t
u
dt
t
u
dt
t
u
t
u
t
y
0
0
0
2
1
2
1
2
1
.
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
),
(
2
1
t
y
t
y
giriş
2
1
,u
u
siqnallarının yaratdığı reaksiyalardır. Bu nəticə inteqrallamanın
xətti əməliyyat olması nəticəsində alınmışdır. Yəni cəmin inteqralı inteqralların cəminə
bərabərdir. Bu xassə istənilən tərtib obyekt üçün doğrudur.
Homogqenlik xassəsini özünüz isbat edin.
2. Nümunə
Şəkil 1.1-də superpozisiya prinsipini yoxlamaq üçün istifadə olunan sxem göstərilmişdir.
A1
A2
u1+u2
y
OBYEKT
Scope
W(s)
u2
u1
Şəkil 1.1
Şəkildə u
1
,u
2
siqnal mənbələri, A1, A2 – açarlar, Scope – obyektin
)
(
,
)
(
2
1
t
y
t
y
və ya y(t) yekun reaksiyalarını müşahidə etmək üçün cihaz.
33
Şəkil 1.2 a-da superpozisiya prinsipinin ödənilməsini yoxlamaq üçün Simulinkdə
yığılmış sxem göstərilmişdir. Burada
.
)
2
sin(
,
1
,
)
1
4
.
0
/(
2
)
(
2
1
t
u
u
s
s
W
Şəkil 1.2 b-də lokal
)
(
,
)
(
2
1
t
y
t
y
, yekun y( t) reaksiyaları və superpozisiya prinsipinin
ödənilməsinə nəzarət etmək üçün lokal reaksiyalarının cəmi y
sum
ilə yekun y reaksiyasının
fərqi göstərilmişdir.
u1=1(t)
u2
u=u1+u2
y1
y2
y
Ysum
t
y
y1
y2
XETTI
OBYEKT
y
y2
y1
Del=Ysum-y
y1
y2
0.4s+1
2
Transfer Fcn2
0.4s+1
2
Transfer Fcn1
0.4s+1
2
Transfer Fcn
Step
Scope
sin(2*u)
Fcn
2
0.7152
2.715
Display
Clock
a)
b)
Şəkil 1.2
Düzgün qurulmuş sxemdə
0
y
y
sum
olmalıdır. Nümunədə
0
10
)
(
15
y
y
sum
3. Tapşırıq və işin yerinə yetirilmə qaydası
1. Variant 2-5 nəfərdən ibarət qruplara həvalə edilir.
2. Variantlar üzrə u
1
, u
2
giriş siqnallarını, obyektin W(s) ötürmə funksiyasını seçməli.
3. Nümunəyə uyğun lazımi blokları yeni açılmış Simulink pəncərəsinə yığmalı.
4. u
1
və u
2
siqnallarını Fcn blokunda realizasiya etməli (bax lab. işi №1).
y
1
y
2
y
t
34
5. Ötürmə funksiyasının parametrlərini daxil etməli.
6.Scope
cihazında
0
y
y
sum
və
displeydə
)
(
)
(
)
(
2
1
T
y
T
y
T
y
(nümunədə, 2+0.7152=2.7125) şərtlərinin ödənilməsini yoxlamalı. İş düzgün yerinə
yetirilmişdirsə göstərilən şərtlər ödənilməlidir.
Dostları ilə paylaş: |