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控制系统CAD案例

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控制系统CAD案例

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控制系统CAD 案例2【例1】 已知单位反馈系统的被控对象的开环单位阶跃响应数据（存在随机扰动）在文件SourseData.mat 中，tout 是采样时间点，yout 是对应于采样时间点处的单位阶跃响应数据。

试设计串联补偿器，使得：① 在单位斜坡信号t t r )(的作用下，系统的速度误差系数K v ≥30sec -1；② 系统校正后的截止频率ωc ≥2.3sec -1；③ 系统校正后的相位稳定裕度P m ≥40°。

设计步骤：1 根据原始数据得到被控对象的单位阶跃响应 被控对象的开环单位阶跃响应数据在文件SourseData.mat 中。

在MATLAB 指令窗中键入：>> load SourseData>> plot(tout,yout)>> xlabel('tout')>> ylabel('yout')>> title('原始响应曲线')由所给数据可看出，仿真步长为0.05s，仿真时间为10s。

以时间tout为横坐标，输出yout为纵坐标，得到单位阶跃响应随时间的变化曲线如图1所示。

图1 被控对象的单位阶跃响应2系统模型的辨识由于被控对象模型结构未知，题中仅给出了被控对象的单位阶跃响应。

因此需要根据原始的数据分析得出原系统的基本结构。

至于结构以及参数的最终确定，将使用MATLAB 的系统辨识工具箱来实现。

（1） 预处理由图1可以看出被控对象模型中含积分环节，因此，对响应输出求导后进行辨识，即去积分。

再对辨识出的模型积分，即得被控对象模型。

对给定输出进行求导处理：tt y t t y t y ∆-∆+≈)()(d d 在MATLAB 指令窗中键入：>> dy=(yout(2:end,:)-yout(1:end-1,:))/0.05;% 差分代替导数>> t=tout(1:end-1,:);>> plot(t,dy)>> xlabel('t')>> ylabel('dy/dt')>> title('原始响应的导数曲线')以时间t 为横坐标，输出dy 为纵坐标，得到单位阶跃响应的导数随时间的变化曲线如图2所示。

控制系统CAD案例

控制系统CAD案例

【例1】已知单位反馈系统的被控对象为试设计串联校正器，使得：①在单位斜坡信号t t r )(的作用下，系统的速度误差系数Kv ≥30sec-1；②系统校正后的截止频率ωc≥2.3rad/sec ；③系统校正后的相位稳定裕度Pm>40°。

采用Bode 图设计方法。

（1）确定K 0 根据控制理论，给定被控对象为I 型系统，单位斜坡响应的速度误差系数Kv =K = K 0≥30sec-1，其中K 0是系统的开环增益。

取K 0=30sec -1，则被控对象的传递函数为（2）作原系统的Bode 图和阶跃响应曲线，检查是否满足要求编写M 脚本文件exam1_1.m 如下： % exam1_1cleark0=30; z=[]; p=[0;-10;-5]; sys0=zpk(z,p,k0*10*5);figure(1); margin(sys0) % 函数figure 用来创建图形窗口 figure(2); step(feedback(sys0,1)), grid运行exam1_1.m 后，得到如图1所示未校正系统的Bode 图和阶跃响应曲线。

(a) 未校正系统的Bode 图和频域性能(b) 未校正系统的单位阶跃响应图1 未校正系统的频域性能和时域响应根据计算可知未校正系统的频域性能指标为：对数幅值稳定裕度G m0=-6.02dB-180°穿越频率ωg0=7.07 rad/sec相位稳定裕度P m0=-17.2°截止频率ωc0=9.77 rad/sec由计算所得数据知：对数幅值稳定裕度和相位稳定裕度均为负值，这样的系统根本无法工作。

这一点也可从如图1(b)所示发散振荡的阶跃响应曲线看出，系统必须进行校正。

（3）求校正器的传递函数由于给定的开环截止频率ωc≥2.3rad/sec，远小于ωc0=9.77 rad/sec，可以通过压缩频带宽度来改善相位裕度，因此采用串联滞后校正是合理的。

控制系统CAD与仿真实验指导书

控制系统CAD与仿真实验指导书

实验一MATLAB的实验环境及基本命令一实验目的：1．学习了解MA TLAB的实验环境2．在MA TLAB系统命令窗口练习有关MA TLAB命令的使用。

二实验步骤1．学习了解MA TLAB的实验环境：在Windows桌面上，用mouse双击MA TLAB图标，即可进入MA TLAB系统命令窗口：图1-1 MA TLAB系统命令窗口①在命令提示符”>>”位置键入命令:help此时显示MA T ALAB 的功能目录， 其中有“Matlab\general ”，“toolbox\control ”等；阅读目录的内容；② 键入命令：intro此时显示MA TLAB 语言的基本介绍，如矩阵输入、数值计算、曲线绘图等。

要求阅读命令平台上的注释内容，以尽快了解MA TLAB 语言的应用。

③ 键入命令：help help显示联机帮助查阅的功能，要求仔细阅读。

④ 键入命令：into显示工具箱中各种工具箱组件和开发商的联络信息。

⑤ 键入命令：demo显示MA TLAB 的各种功能演示。

2． 练习MA TLAB 系统命令的使用。

① 表达式MA TLAB 的表达式由变量、数值、函数及操作符构成。

实验前应掌握有关变量、数值、函数及操作符的有关内容及使用方法。

练习1-1: 计算下列表达式:要求计算完毕后，键入相应的变量名，查看并记录变量的值。

②．向量运算： )6sin(/250π=d 2/)101(+=a )sin(3.2-=e c i b 53+=n 维向量是由n 个成员组成的行或列数组。

在MA TLAB 中，由分号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；由逗号或空号分隔的方括号中的元素产生一个列向量；同维的向量可进行加减运算，乘法须遵守特殊的原则。

练习1-2已知：X=[2 ；-4；8]求 ：Y=R ＇；P=5*R ；E=X .*Y ；S=X ＇* Y练习1-3⑴产生每个元素为1的4维的行向量；⑵产生每个元素为0的4维的列向量；⑶产生一个从1到8的整数行向量，默认步长为1；⑷产生一个从π到0，间隔为π/3的行向量；③矩阵基本运算操作。

某设备控制系统CAD示意图

某设备控制系统CAD示意图
6.336机组仪表及控制回路供电6.336机组循环泵主回路供电15KW标准化描1F校会E签途D用容量KW2346.336机组补水泵主回路供电2.2KW0.5KWC45AD-3P/40ACUVQF01B修改A1W1C45AD-3P/6AWU1V1QF02C45N-1P/10AQF03NL1RS2NC100H/3P/63A/CQF00AB341.485机组仪表及控制回路供电2000-8-31.485+6.338机组供电图5工程图号制 图6文件名APV设 计专 业PLC回路供电0.1KW1.485机组循环泵主回路供电0.75KW2000年8月31日日 期78APV CHINA LTD审 批校 核第 1 页共 1页F0.5KWEDC45N -1P/10AC45 AD-3P/6AL C45N -1P/3AQF04NTW2U2V2QF05CN56L2NQF06CB78A2#ECL200补水泵停止补水泵起动补水泵运行 1#泵停止2#泵停止 1#泵起动 1#泵运行 2#泵起动2#泵运行 3#泵停止 2#手/自 1#手/自3#泵起动3#泵运行 1#ECL200复位电源3#泵报警2#泵报警补水泵报警1#泵报警APV绿色4电压~220V指示灯1H4,1H5,1H6,2H29电压~220V线圈电压~220V线圈电压~220V整定电流3A整定电流10A整定电流6A整定电流40A整定电流63A技术数据名 称空气开关QF02,QF053编号标号21QF01QF00空气开关空气开关1H1,1H2,1H3,2H11KM3,1KM41KM1,1KM2QF03,QF06645QF0478接触器空气开关空气开关指示灯接触器C45AD1.485+6.336机组控制柜器件表型 号C45ADNC100HLC1-D1810C45NC45NLC1-D0910数量3P113P23P备 注黄色2KM2,2KM121P121P44电

整套变风量系统控制cad方案设计施工图

整套变风量系统控制cad方案设计施工图
1100癳祘代紅兜暗钡紅坝莱ㄑパ跌菏福筿ァい肚秖场祘Α衡砃秨﹚笲衡秖北蝴北絚杆絚砰DDC-VAVVAV BOXDDC溃代稰代稰Α3.弧北代杆竚Α溃稰ずの竟传锣溃ぇDDC-VAVパ竒笆絋弘竟溃ユ翴Аキ..21キА翴ユF.AS.AVAV BOXMOUNTED ON VAV BOXON BOARDSENSORPRESSUREPSTUBEDMFCOMM.POWERDDC-VAV1№220VACTO DDC LANDDCP-VAVTRSIЧ俱ぇ代刚厨瑈秖代秖のキ颗の北家Αㄏノ綯借キА翴Α硉稰代竟ㄑ秖代秖VAV BOX 紅ЧΘ代刚のタΤVAV 盡ノ钡计北竟 (DDC-VAV) 杆钡计北竟杆 (DDCP-VAV)皑笷ARI 靖の溃穕代刚粄靡诀絚 22# 玲綨葵狾夹非放ㄤ借才 UL181 の NFPA 90A 1/2" 玴 4 絊蛮盞矪瞶件粗玂跨甮靖溃穕蛮糷挡篶恢簗瞯 (〉P4"1%)ョぃ紇臫恢巨禸み絚㏕﹚の恢ぇだ瞒挡篶ㄏ近跑蛮糷鲤ずЖ EPDM 借ň簗杆竚CDRRRRR+-(B)(W)SP (RED)COMM.TRUNK1234SENS(BLK)COM.(WHT)-----55432124 VACGROUNDFAN-12345678-------HEAT2(CL)CLOSECOMRHEAT1(OP)OPEN12345678D跑秖絚秸竊┮惠秖笆单摸贺砰絚秖计蝴初瞷场ず贺俱秸ㄣㄑIS竟ボ陪﹚砞计.4把计砞﹚陪ボ竟SI钡币氨癸莱ぇ秖絚砞﹚ㄏノ丁DDC-VAV北パ竒放ず代菏放ずボ陪IS竟ボ陪﹚砞计跑5.(图名)图 号比 例日 期审 定审 核复 核制 图文件类行项目总监设计总监主案设计PACKAGE NAME/NO(DESIGNER)(DOCUMENT TYPE)(DRAWING NO.)(ISSUED DATE)(SCALE)04/07/05(Re-examined)(Drawn)(Appr

《控制系统数字仿真与CAD 第4版》课件第3章 控制系统的数字仿真

《控制系统数字仿真与CAD 第4版》课件第3章 控制系统的数字仿真

传递函数如下：
Id (s) 1/ R Ud 0 (s) E(s) Tl s 1
（3-5）
电流与电动势间的传递函数为：
E(s)
R
Id (s) IdL (s) Tms
上述式（3-5）、（3-6）可用图的形式描述，如图3-2所示。
（3-6）
直流电动机与驱动电源的数学模型
Ud0 s
1/ R Tl s 1
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
一、 双闭环V-M调速系统的目的
双闭环V-M调速系统着重解决了如下两方面的问题： 1. 起动的快速性问题
借助于PI调节器的饱和非线性特性，使得系统在电动机允许的过载 能力下尽可能地快速起动。
理想的电动机起动特性为
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
从中可知 1）偏差使调节器输出电压U无限制地增加(正向或负向)。因此，输 出端加限制装置（即限幅Um)。 2）要使ASR退出饱和输出控制状态，一定要有超调产生。 3）若控制系统中（前向通道上）存在积分作用的环节，则在给定 作用下，系统输出一定会出现超调。
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案
三、 关于ASR与ACR的工程设计问题
对上式取拉普拉斯变换，可得“频域”下的传递函数模型为：
Ud 0 (s) Uct (s)
K s eTs s
（3-7）
由于式（3-7）中含有指数函数 eTss，它使系统成为“非最小相位系统”；
为简化分析与设计，我们可将 eTss 按泰勒级数展开，则式（3-7）变成：
Ud 0 (s) Uct (s)
KseTss
n hTn 50.01834s 0.0917s
直流电动机的转速/电流双闭环PID控制方案

某标准型号恒压供水系统接线电气控制原理设计CAD图纸

56789101234序号符号名称型号及规格单位数量备注11魏建勇王福平原理接线图重 量比 例更改文件号签 名年、月、日标准化批 准阶 段 标 记共 张 第 张分 区标记处数设 计审 核工 艺孙芳接触器自动开关见一次系统图见一次系统图只只只刀开关121314见一次系统图0509.D011按钮只15见一次系统图 只见一次系统图 只电流互感器电流表TA1~33只见一次系统图 热继电器只时间继电器ST3PA-B AC220V魏建勇王福平原理接线图重 量比 例更改文件号签 名年、月、日标准化批 准阶 段 标 记共 张 第 张分 区标记处数设 计审 核工 艺孙芳L1L2L3TA1~3RSCOMTAUV1KM11U11V11W11KM21U21V21W2BH-400/5QFNM1-400S/3300 400ANM1-100S/3300 100ANM1-100S/3300 100ANM1-100S/3300 100ANM1-100S/3300 100ANM1-100S/3300 100ANM1-100S/3300 100ACJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-85/3CJX1-3/3CJX1-63/3CJX1-63/3CJX1-63/3CJX1-63/32U12V12W12V22U22W23V13U13W13V23U23W24W14V14U15U25V25W25W15V15U11U11V11W11U21V21W22U12V12W12U22V22W23U13V13W13U23V23W24U14V14W14U24V24W25U15V15W15U25V25W2一次端子(用35平方端子)0510.D009RUNCCIGNDL11L12L13UTWTACA1QM22KM12KM22QM23KM13KM23QM24KM14KM24QM25QM25KM2SAD5D7D1D34~20mA5611121QM134789101314NSAJRS2-80/Z 40~57A1QM1JRS2-80/Z 40~57AJRS2-80/Z 40~57AJRS2-80/Z 40~57A4U24V24W2CJX1-32/32QM1CJX1-32/33QM14QM1JRS2-80/Z 40~57ACJX1-32/35QM112停自动手动L11QF1SA010305109119CY1Y1UUY2CY2STSQ1125127SA1KM21112KM11133KM11211QM２1291ＫＴ1311KM１123SA1KM21QM11ＫＴ1331351371QM21HL21QM21ＫＴ1154KM11171HL11KM１102SASAUSA3KM11KM１SA4KM1SA1QM1SAUUSA2KM1SA4KM1SA1QM1SAUUSTSQ1SA2KM13KM11QM２SASAY3CY3Y4UCY4Y5CY5Y6CY6Y7CY7Y8CY82HL12KM１2KM22QM12ＫＴ2QM22HL22372352ＫＴ2QM22332QM12312ＫＴ2292QM２2272SQ12KM22252ST2212232022172152132112092192KM21KM13HL13023KM１3173153133113093193ST3SQ13253273KM23KM23QM13ＫＴ3QM23HL23373353333QM23ＫＴ3313293ＫＴ3QM２3233KM１3KM21KM14HL14KM１4024KM24QM14ＫＴ4QM24HL24374354174234314QM24ＫＴ4ＫＴ4KM１4KM21KM14094114134154194214254274294331FH2FH3FH4FH15161718192021222324252627282930313233343536373807123456789101112ABBCCAA601B601C601QF2612613PVL1L2L3TA1TA2TA3PA1PA2PA3C411B411A411N4111~5KT51~5SQ STLAY50C -11 红绿各半101~5泵停止启动1SA信号灯信号灯转换开关只只1只 SA自动开关DZ47-C5/1P1只 QF1 1~5HL1~2AD16L-22 红色 AC220V HLYAD16L-22 AC220V 黄11~5泵变频 工频运行指示9LW5-G转换开关只1 1SALW5-16YH3/31~5FH51~3PA31~5KM1~2 1~5QM1~2191~6QFQF161QF2QF3QF4QF5QF6QF变频故障指示321ST075255275295315KM25QM２5ＫＴ5QM15ＫＴ5ＫＴN5335355QM25HL25QM25QM11171191211251271351371022172192212252272352372023213253273353373023173194174194214254274354374024254274355255275355KM2HLYUTCTA09ND1D3D5D71XT5A411B411C411N41101030507101520253035404550554KM21KM2编辑部：ivpinfo@本图纸由浩辰ICAD软件提供技术支持网易 电气 中国电气行业网络家园；因为专业，所以完美网易 NETEASE ==QQ:447255935Email：xingxinsucai@ TEL:星欣设计图库QQ:396271936

某厂区门禁监控控制系统平面布置设计方案CAD图纸

1-10.51.1.1.51.59.14.建 筑电 气给 排 水结 构暖 通厂区门禁,监控布置平面图设计说明厂区门禁,监控布置平面图1:400E保安中心门禁前端门禁门禁显示屏半球全方位摄像机BC350显示西北大门出入情况设 计 说 明248.78M路氢HYDROGENY=120.559X=122.201164.92MPOLES16.25M16.00MHOUSE24.45MGATE花池-0.030女卫门卫1200ENTRANCE入主口值班休息室男卫-0.03017.50MFRAG48.24MROOM路1300上室PARKING道CARCARSFOR24廊门PORCH1:1617.57M2厅VESTBULE门CONTROLL制室息休REST消控防室控FIRE监洗手池SHOWER单管淋浴器洞口高2400洗男MALESHOWER间澡洗间澡女FEMALESERVICE备间餐M222.59FOODFEMALE间生卫TOILETS女更衣间通道机冻冷CHILLERROOM房%%P0.000231.20M道园区通道厂路道ROADWAYS151.00M区SITE-0.300通道MEDICALFINISHINGROOM甲楼梯间1STAIRROOM室务PRESSROOMOBERVATIONPLATFORM医廊走 察观上%%P0.000间衣更男LOCKERSTOILETS间MALE生卫男更女间衣FEMALE甲级防火门通道生PRODUCTION产区AREATOOLINGROOM%%P0.000通道%%P0.000产PRODUCTION生AREA区14.25M24.70M9.50M区园PORCH花园GARDEN34.20M19.00MENTRANCE入次口WAREOfficeProduction办室公办室公成品库原HOUSEWARE料库HOUSE道通通道SHIPPING/RECEIVING电动浮桥装办卸棚-0.030TOILETS室公OFFICERECEIVING女卫FEMALE-0.300道通TOILETSMALE男卫卡车回车场BICYCLE行自SHED车棚51.00M54.30M江淮淮公公江路5.0M3.0M8.00M通道30.00M通道通道%%P0.000PRODUCTION生AREA产区道通通道FUTURE二EXPLASION期ROOMSTEAM3.00M5.00MR13.00M气蒸表房城市流3.0M5.0M河123.20M23.80M1-LEVEL36.00M13.80MROOM房通道发电机组Generator发电机房RoomPhase一期1250kvA1总柜计量柜工具间电容柜43分柜分柜2分柜1分柜总柜分柜Phase2500kvA2500kvA2Phase总柜1分柜二期三期133总柜1分柜三期Phase1250kvA电容柜电容柜分柜分柜变配电室2电容柜1电容柜3分柜2分柜21321电容柜2分柜2高压柜1高压柜高压室直流屏门厅值班室防PUMPFIRE消泵PLANT氢气发生装置HYDROGEN生气发PLANT场氢氢气气道通道通通道消防储水池WATERTANKCOMPRESSER空压机房TANKS污水理间液LIQUIDNITROGEN氮储罐藏AREAAREA藏TANKTANK储储罐罐22.00M25.00MPARKINGHAZARDOUS储有物害STORGE藏FORKLIFT叉停车场车废MATERAL/RUBBISH堆料放18.27M1:4001:400比例尺比例尺::N半球全方位摄像机BC3501.本设计仅提供厂区门禁和监控布置点,厂房和办公楼的门禁,监控布置平面图见厂房和办公楼电气相关图纸.2.西南保卫室要求通过保安中心可观察西北大门出入情况.3.视频线采用SYKV-75-5同轴电缆,穿S20埋地敷设;控制线采用12芯屏蔽电缆,埋地敷设.4.门禁和监控系统具体由智能化公司根据EMS公司要求提供设计和施工.摄像机电源线采用BV-2*1.0电线,穿S20编辑部：ivpinfo@本图纸由浩辰ICAD软件提供技术支持网易 电气 中国电气行业网络家园；因为专业，所以完美网易 NETEASE ==QQ:447255935Email：xingxinsucai@ TEL:星欣设计图库QQ:396271936

控制系统仿真与CAD-实验报告

《控制系统仿真与CAD》实验课程报告一、实验教学目标与基本要求上机实验是本课程重要的实践教学环节。

实验的目的不仅仅是验证理论知识，更重要的是通过上机加强学生的实验手段与实践技能，掌握应用MATLAB/Simulink 求解控制问题的方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质。

通过对MATLAB/Simulink进行求解，基本掌握常见控制问题的求解方法与命令调用，更深入地认识和了解MATLAB语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。

上机实验最终以书面报告的形式提交，作为期末成绩的考核内容。

二、题目及解答第一部分：MATLAB 必备基础知识、控制系统模型与转换、线性控制系统的计算机辅助分析1.>>f=inline('[-x(2)-x(3);x(1)+a*x(2);b+(x(1)-c)*x(3)]','t','x','flag','a','b','c');[t,x]=ode45( f,[0,100],[0;0;0],[],0.2,0.2,5.7);plot3(x(:,1),x(:,2),x(:,3)),grid,figure,plot(x(:,1),x(:,2)), grid2.>>y=@(x)x(1)^2-2*x(1)+x(2);ff=optimset;rgeScale='off';ff.TolFun=1e-30;ff.Tol X=1e-15;ff.TolCon=1e-20;x0=[1;1;1];xm=[0;0;0];xM=[];A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];[ x,f,c,d]=fmincon(y,x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,@wzhfc1,ff)Warning: Options LargeScale = 'off' and Algorithm ='trust-region-reflective' conflict.Ignoring Algorithm and running active-set algorithm. To runtrust-region-reflective, setLargeScale = 'on'. To run active-set without this warning, useAlgorithm = 'active-set'.> In fmincon at 456Local minimum possible. Constraints satisfied.fmincon stopped because the size of the current search direction is less thantwice the selected value of the step size tolerance and constraints aresatisfied to within the selected value of the constraint tolerance.<stopping criteria details>Active inequalities (to within options.TolCon = 1e-20):lower upper ineqlin ineqnonlin2x =1.00001.0000f =-1.0000c =4d =iterations: 5funcCount: 20lssteplength: 1stepsize: 3.9638e-26algorithm: 'medium-scale: SQP, Quasi-Newton, line-search'firstorderopt: 7.4506e-09constrviolation: 0message: [1x766 char]3.(a) >> s=tf('s');G=(s^3+4*s+2)/(s^3*(s^2+2)*((s^2+1)^3+2*s+5))G =s^3 + 4 s + 2------------------------------------------------------s^11 + 5 s^9 + 9 s^7 + 2 s^6 + 12 s^5 + 4 s^4 + 12 s^3Continuous-time transfer function.(b)>> z=tf('z',0.1);H=(z^2+0.568)/((z-1)*(z^2-0.2*z+0.99))H =z^2 + 0.568-----------------------------z^3 - 1.2 z^2 + 1.19 z - 0.99Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time transfer function.4.>> A=[0 1 0;0 0 1;-15 -4 -13];B=[0 0 2]';C=[1 00];D=0;G=ss(A,B,C,D),Gs=tf(G),Gz=zpk(G)G =a =x1 x2 x3x1 0 1 0x2 0 0 1x3 -15 -4 -13b =u1x1 0x2 0x3 2c =x1 x2 x3y1 1 0 0d =u1y1 0Continuous-time state-space model.Gs =2-----------------------s^3 + 13 s^2 + 4 s + 15 Continuous-time transfer function.Gz =2---------------------------------(s+12.78) (s^2 + 0.2212s + 1.174) Continuous-time zero/pole/gain model.5.设采样周期为0.01s>> z=tf('z',0.01);H=(z+2)/(z^2+z+0.16) H =z + 2--------------z^2 + z + 0.16Sample time: 0.01 secondsDiscrete-time transfer function.6.>> syms J Kp Ki s;G=(s+1)/(J*s^2+2*s+5);Gc=(Kp*s+Ki)/s;GG=feedback(G*Gc,1) GG =((Ki + Kp*s)*(s + 1))/(J*s^3 + (Kp + 2)*s^2 + (Ki + Kp + 5)*s + Ki)7.(a)>>s=tf('s');G=(211.87*s+317.64)/((s+20)*(s+94.34)*(s+0.1684));Gc=(169.6*s+400)/(s*(s+4));H=1/(0.01*s+1);GG=feedback(G*Gc,H),Gd=ss(GG),Gz=zpk(GG)GG =359.3 s^3 + 3.732e04 s^2 + 1.399e05 s + 127056----------------------------------------------------------------0.01 s^6 + 2.185 s^5 + 142.1 s^4 + 2444 s^3 + 4.389e04 s^2 + 1.399e05 s + 127056Continuous-time transfer function.Gd =a =x1 x2 x3 x4 x5 x6x1 -218.5 -111.1 -29.83 -16.74 -6.671 -3.029x2 128 0 0 0 0 0x3 0 64 0 0 0 0x4 0 0 32 0 0 0x5 0 0 0 8 0 0x6 0 0 0 0 2 0b =u1x1 4x2 0x3 0x4 0x5 0x6 0c =x1 x2 x3 x4 x5 x6y1 0 0 1.097 3.559 1.668 0.7573d =u1y1 0Continuous-time state-space model.Gz =35933.152 (s+100) (s+2.358) (s+1.499)----------------------------------------------------------------------(s^2 + 3.667s + 3.501) (s^2 + 11.73s + 339.1) (s^2 + 203.1s + 1.07e04) Continuous-time zero/pole/gain model.(b)设采样周期为0.1s>>z=tf('z',0.1);G=(35786.7*z^2+108444*z^3)/((1+4*z)*(1+20*z)*(1+74.04*z));Gc= z/(1-z);H=z/(0.5-z);GG=feedback(G*Gc,H),Gd=ss(GG),Gz=zpk(GG)GG =-108444 z^5 + 1.844e04 z^4 + 1.789e04 z^3----------------------------------------------------------------1.144e05 z^5 +2.876e04 z^4 + 274.2 z^3 + 782.4 z^2 + 47.52 z + 0.5Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time transfer function.Gd =a =x1 x2 x3 x4 x5 x1 -0.2515 -0.00959 -0.1095 -0.05318 -0.01791x2 0.25 0 0 0 0x3 0 0.25 0 0 0x4 0 0 0.125 0 0x5 0 0 0 0.03125 0b =u1x1 1x2 0x3 0x4 0x5 0c =x1 x2 x3 x4 x5y1 0.3996 0.6349 0.1038 0.05043 0.01698d =u1y1 -0.9482Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time state-space model.Gz =-0.94821 z^3 (z-0.5) (z+0.33)----------------------------------------------------------(z+0.3035) (z+0.04438) (z+0.01355) (z^2 - 0.11z + 0.02396)Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time zero/pole/gain model.8.>>s=tf('s');g1=1/(s+1);g2=s/(s^2+2);g3=1/s^2;g4=(4*s+2)/(s+1)^2;g5=50;g6=(s^2+2) /(s^3+14);G1=feedback(g1*g2,g4);G2=feedback(g3,g5);GG=3*feedback(G1*G2,g6) GG =3 s^6 + 6 s^5 + 3 s^4 + 42 s^3 + 84 s^2 + 42 s---------------------------------------------------------------------------s^10 + 3 s^9 + 55 s^8 + 175 s^7 + 300 s^6 + 1323 s^5 + 2656 s^4 + 3715 s^3 + 7732 s^2 + 5602 s + 1400Continuous-time transfer function.9.>>s=tf('s');T0=0.01;T1=0.1;T2=1;G=(s+1)^2*(s^2+2*s+400)/((s+5)^2*(s^2+3*s+100 )*(s^2+3*s+2500));Gd1=c2d(G,T0),Gd2=c2d(G,T1),Gd3=c2d(G,T2),step(G),figure,st ep(Gd1),figure,step(Gd2),figure,step(Gd3)Gd1 =4.716e-05 z^5 - 0.0001396 z^4 + 9.596e-05 z^3 + 8.18e-05 z^2 - 0.0001289 z + 4.355e-05----------------------------------------------------------------z^6 - 5.592 z^5 + 13.26 z^4 - 17.06 z^3 + 12.58 z^2 - 5.032 z + 0.8521Sample time: 0.01 secondsDiscrete-time transfer function.Gd2 =0.0003982 z^5 - 0.0003919 z^4 - 0.000336 z^3 + 0.0007842 z^2 - 0.000766 z + 0.0003214----------------------------------------------------------------z^6 - 2.644 z^5 + 4.044 z^4 - 3.94 z^3 + 2.549 z^2 - 1.056 z + 0.2019Sample time: 0.1 secondsDiscrete-time transfer function.Gd3 =8.625e-05 z^5 - 4.48e-05 z^4 + 6.545e-06 z^3 + 1.211e -05 z^2 - 3.299e-06 z + 1.011e-07---------------------------------------------------------------z^6 - 0.0419 z^5 - 0.07092 z^4 - 0.0004549 z^3 + 0.002495 z^2 - 3.347e-05 z + 1.125e-07Sample time: 1 secondsDiscrete-time transfer function.10.(a)>> G=tf(1,[1 2 1 2]);eig(G),pzmap(G) ans =-2.0000-0.0000 + 1.0000i-0.0000 - 1.0000i系统为临界稳定。

电气火灾监控系统设计cad图，含设计说明

ACS-BUS系统总线NHRVS-2x1.5-SC20-CC进线电缆温度检测单元设备外壳温度检测单元ACS系统监控模块EF-ACS电气火灾监控系统控制器图例:剩余电流检测单元AFX-B1电气火灾监控系统控制器 AXFXDC24V电源变电所nF n=5~10说明:\P1.本工程电气火灾监控系统按EF-ACS系统设计.电气火灾监控系统对建筑物整体供配电系统进行全范围监视和控制.\P2.电气火灾监控系统EF-ACS主机安装在消防控制室.\P3.消防控制室安装电气火灾监控系统控制柜,主机自带DC24V电源装置.系统专用不间断电源UPS由设备提供商成套提供.在各区域根据配电系统的性质和用途设置安装监控模块,负责监视和控制相应区域配电系统的剩余电流,线缆温度和大型用电设备电动机外壳的温度.监控模块之间采用RS485专用通讯网络连接.\P4.变电所变压器的温度信号取自变压器自带的温控器.低压开关柜的所有树干式配电馈出回路和主要的放射式配电馈出回路均设置剩余电流保护和线缆温度保护.\P5.所有二级正常照明和应急照明配电箱的进线回路设温度检测和剩余电流检测,配电箱箱体设温度保护.\P6.所有专用机房(如消防泵房和制冷机房等)的配电柜进线设剩余电流和温度保护,主要出线回路设温度保护,主要设备设温度保护.\P7.原则上所有监控模块均安装在本配电柜(箱)内.专用通信总线ACS-BUS RS-485B2ALE-B1X3F2F1FB111F及机房层4F电气火灾监控系统图引至建筑物外设备用房引至建筑物外火灾自动报警及消防联动控制系统消防控制室1AA1~4AA81BS~4BS1AH1~1AH161AB1~1AB6制冷机房1812164446524241101111AL-B1AAL-B111ALE-B1A111111AL-1FB11AL-1FAL-1FA1111111ALE-B210142消防泵房AA1~AA2111AL-2FAAL-2F1ALE-2FA11111111211ALE-1FAALE-2FAAL-2FAL-2FAAL-3FAAL-3FALE-3FA111111112211111111ALE-nFAAL-nFAL-nFAAPE-12F1242配电(柜)箱温度检测单元监控模块输入/输出接口配电(柜)箱DESIGNED BY /DATE/设计人日期 建设单位 项目名称 XXXXXXX集团房地产开发公司PROJECTCLIENT专业阶段DISCIPLINESTATUSDRAWING NO.图号图名 比例工程编号DATE日期SCALEDRAWING TITLEJOB NO.XXXXXXX花园别墅 Rd. CITY P.R.C. Email:CO-OPERATED WITHAUTHORIZED FOR ISSUE BY /DATE邮政编码 Post Code: 00000/审定人XXXXXXX建筑师事务所有限公司日期 XXX市XXX区XXX路XX号X幢XX层X座合作设计单位 电话 Tel. +86 0XX XXXXX传真 Fax. +86 0XX AUDITED BY /DATE日期 CHECKED BY /DATEDISCIPLINE RESPONSIBLE BY /DATE/审核人专业负责人/校对人日期 /日期 PROJECT DIRECTOR /DATE设计总负责人日期 / XXXX ARCHITECTURALDESIGN CO.,LTD.XXXX建筑设计有限公司DATE日期修改内容DESCRIPTIONNO.序号 专 业 日 期 专 业 日 期 姓 名 专 业电 气暖 通弱 电电 气暖 通弱 电结 构水 道建 筑说明:\P1.本工程采用全范围设置EF-ACS电气火灾监控系统的监视控制方案,负责整体配电系统的电气火灾监视控制.\P2.中压配电系统:所有进线和变压器保护开关柜均设柜体温度,线缆温度检测单元,其它开关柜均设柜体温度检测单元.\P3.变压器:中压,低压绕组的温度检测信号均取自变压器成套提供的温控单元的输出信号.\P4.低压配电系统:所有进线和部分馈出回路(主要的树干式和重要的放射式配电回路)均设剩余电流检测单元和线缆温度检测单元,所有开关柜均设柜体温度检测单元.\P5.各层照明低压配电箱进线回路均模块.\P6.\P\P\P电气火灾监控系统EF-ACS主机安装在首层消防控度检测单元2294821121184621ACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACSACS变压器温度检测单元TIRTCTOTBTMTGI/O111111111柴油发电机组温度检测单元ACSACSACSACSQQ:447255935Email：xingxinsucai@ TEL:星欣设计图库QQ:396271936
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设计步骤：
1 根据原始数据得到被控对象的单位阶跃响应
被控对象的开环单位阶跃响应数据在文件 SourseData.mat 中。
在 MATLAB 指令窗中键入： >> load SourseData >> plot(tout,yout) >> xlabel('tout') >> ylabel('yout') >> title('原始响应曲线')
10
Transfer function from input "u1" to output "y1":
0.02835 z^2 + 0.02835 z + 0.02835
---------------------------------
z^2 - 1.395 z + 0.4799
Transfer function from input "v@y1" to output "y1":
在 MATLAB 指令窗中键入：
>> num=[1.037 48.5]; >> den=[1 14.68 48.51];
13
>> sim('analyse',9.99) >> plot(t,dy,'r'),hold on >> plot(ymdl.time,ymdl.signals.values) >> legend('原始数据', '辨识模型数据')
T=arx([y,u],[ n,m,d]) 该函数将直接显示辨识的结果，且所得的T为一个结构体， 其中T.A和T.B分别表示辨识得到的分子和分母多项式。由给 定的观测数据建立系统数学模型后，还需要进行检验，看模
6
型是否适用，如果不适用，则要修改模型结构，重新进行参 数估计等。MATLAB的系统辨识工具箱中用于模型验证和仿 真的函数主要有compare、resid、pe、predict 和idsim。此 次实验主要用的是函数compare对模型进行验证。函数 compare可将模型的预测输出与对象实际输出进行比较。验 证过程与结果如下所示。
控制系统 CAD 案例 2
【例 1】 已知单位反馈系统的被控对象的开环单位阶跃 响应数据（存在随机扰动）在文件 SourseData.mat 中，tout 是采样时间点，yout 是对应于采样时间点处的单位阶跃响应 数据。
试设计串联补偿器，使得：① 在单位斜坡信号 r(t) t 的
作用下，系统的速度误差系数 Kv≥30sec-1；② 系统校正后 的截止频率ωc≥2.3sec-1；③ 系统校正后的相位稳定裕度 Pm ≥40°。
v＝arxstruc (ze, zv, nn)
其中，ze＝[y u]为模型辨识的 I/O 数据向量或矩阵。zv＝[yr ur]为模型验证的 I/O 数据向量或矩阵。nn 为多个模型结构 参数构成的矩阵，nn 的每行都具有格式：nn＝[na nb nk]。 v 的第一行为各个模型结构损失函数值，后面的各行为模型 结构参数。
得到如下结果： nn2 = 2 1 0 nn3 = 3 2 0 nn4 = 4 1 0
于是，去除积分环节后的模型阶数为：二阶系统[2 1 0]、三 阶模型[3 2 0]和四阶模型[4 1 0]。
（3） 系统模型结构的确定 为了确定模型结构以及参数，使用 MATLAB 的系统辨识 工具箱中已有的辨识函数 arx()。辨识函数 arx()的使用方法 是：如果一直输入信号的列向量 u，输出信号的列向量 y， 并选定了系统的分子多项式阶次 m-1，分母多项式阶次 n 及 系统的纯滞后 d，则可以通过下面的指令辨识出系统的数学 模型：
得到图 7 所示结果。
12
图 7 原始数据与辨识模型数据的比较
从图 7 可以看出，由 oe 模型得到的传递函数的阶跃响应 曲线并不能与原始数据很好的拟合。故考虑在该传递函数的 基础上，对其系数进行修改。
① 由于传递函数分子的高次项系数远小于其一次项系 数，因此将其忽略。取分子为一次多项式，经验证对响应曲 线影响并不大，但可以大大简化系统结构。
2
（1） 预处理
由图 1 可以看出被控对象模型中含积分环节，因此，对响
应输出求导后进行辨识，即去积分。再对辨识出的模型积分，
即得被控对象模型。
对给定输出进行求导处理：
dy y(t t) y(t)
dt
t
在 MATLAB 指令窗中键入：
>> dy=(yout(2:end,:)-yout(1:end-1,:))/0.05; % 差分代替导数
① 对二阶系统的验证 在 MATLAB 指令窗中键入： >> Z=iddata(dy,u,0.05); >> M=arx(Z,[2,2,0]); >> compare(M,Z) 得到图 3 所示结果。
7
图 3 二阶模型的匹配结果 ② 对三阶系统的验证
在 MATLAB 指令窗中键入： >> Z=iddata(dy,u,0.05); >> M=arx(Z,[3,3,0]); >> compare(M,Z)
0.02835 s^2 + 1.037 s + 48.5
----------------------------
s^2 + 14.68 s + 48.51
Input groups:
Name
Channels
ห้องสมุดไป่ตู้11
Measured
1
（4）传递函数模型系数的修正 得到模型的传递函数后，需要查看其开环单位阶跃响应， 并与原始数据进行对比，看看是否吻合。为此，建立仿真模 块analyse.mdl，如图6所示。
图 6 辨识模型的 Simulink 模块
并在 MATLAB 指令窗中键入：
>> num=[0.02835,1.037, 48.5]; >> den=[1 ,14.68 ,48.51]; >> sim('analyse',9.99) >> plot(t,dy,'r'),hold on >> plot(ymdl.time,ymdl.signals.values) >> legend('原始数据', '辨识模型数据')
函数 selstruc 用来在损失函数的基础上进行模型结构选 择，调用格式为：
[nn, vmod]＝selstruc (v, c)
其中v 由函数arxstruc获得的输出矩阵，为各个模型结构的 损失函数。c为可选参数，用于指定模型结构选择的方式。
根据图 2 所示曲线的形状初步估测被控对象的模型应该 为二阶系统或者更高阶系统。并且可以看出，纯滞后为 0， 故 Nk 恒为零。
1
由所给数据可看出，仿真步长为 0.05s，仿真时间为 10s。 以时间 tout 为横坐标，输出 yout 为纵坐标，得到单位阶跃 响应随时间的变化曲线如图 1 所示。
图 1 被控对象的单位阶跃响应
2 系统模型的辨识
由于被控对象模型结构未知，题中仅给出了被控对象的单 位阶跃响应。因此需要根据原始的数据分析得出原系统的基 本结构。至于结构以及参数的最终确定，将使用 MATLAB 的系统辨识工具箱来实现。
得到如下结果和图 9。 Transfer function:
1.1 s + 50.55 -------------------------0.98 s^2 + 15.06 s + 50.51
15
图 9 原始数据与调整后的辨识模型数据的比较 ③ 计算匹配率 根据公式： FIT = 100(1-norm(Y-YHAT)/norm(Y-mean(Y))) (in %) 在 MATLAB 指令窗中键入： >> yhat=ymdl.signals.values; >> ymean=zeros(size(dy)); >> ymean(:)=mean(dy); >> fit=100*(1-norm(dy-yhat,2)/norm(dy-ymean,2))
0.009445
Input groups:
Name
Channels
Measured
1
Noise
2
Sampling time: 0.05
上述模型为离散时间系统模型，为了得到连续时间系统模 型，在 MATLAB 指令窗中键入：
>> G=d2c(H(1))
得到如下结果：
Transfer function from input "u1" to output "y1":
nn＝struc (Na, Nb, Nk) 其中，Na、Nb 分别为 arx 模型多项式 A(q)、B(q) 的阶次 范围；Nk 为 arx 模型纯滞后的大小范围；nn 为模型结构参 数集构成的矩阵。
4
函数 arxstruc 用来计算 arx 模型结构的损失函数，即归一 化的输出预测误差平方和，调用格式为：
>> t=tout(1:end-1,:); >> plot(t,dy) >> xlabel('t') >> ylabel('dy/dt') >> title('原始响应的导数曲线')
以时间 t 为横坐标，输出 dy 为纵坐标，得到单位阶跃响 应的导数随时间的变化曲线如图 2 所示。
3