Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Modelling and control of dynamic systems using SIMULINK

Dominik Mateusz Matyjek

Abstract

The problem of describing real life processes and phenomena with relatively simple mathematical models is still a very current topic. Linearisation process has been described. This paper contains a set of information about properties of basic continuous dynamic elements. Their differential equations and consequent transfer functions and frequency responses have been depicted. Using computer simulation under MATLAB, their Bode and Nyquist plots and step responses have been generated. Information about stability of non-linear dynamic systems. The definition of Lyapunov stability (including global and asymptotic stability) has been presented. Properties of stable linear and linearised systems have been described and their stability condition have been stated. Stability criteria: analytical Routh-Hurwitz and graphical Nyquist for systems with feedback have been specified. Time-domain and frequency-domain performance criteria for control systems have been presented. Basics of block-based Simulink environment have been portrayed. Its common blocks and libraries have been listed and described. A non-linear and linear models of a system have been created. Models step responses have been simulated and compared. Basing on linearised model a feedback control system with a PI controller has been built. PI controller parameters have been found with PID Tuner application. Stability margins and performance criteria have been stated. The same control system has been used with a non-linear model. Time performance criteria for the to variants have been compared.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Dominik Mateusz Matyjek (FPAE) Dominik Mateusz Matyjek,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Modelowanie oraz regulacja układów dynamicznych z wykorzystaniem SIMULINK
Supervisor
Rafał Laskowski (FPAE/IHE) Rafał Laskowski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
28-10-2016
Issue date (year)
2016
Pages
58
Internal identifier
MEL; PD-3871
Reviewers
Rafał Laskowski (FPAE/IHE) Rafał Laskowski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Konrad Świrski (FPAE/IHE) Konrad Świrski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
regulacja, stabilność, symulacja, sprzężenie zwrotne, MATLAB, Simulink
Keywords in English
control, stability, simulation, feedback, MATLAB, Simulink
Abstract in Polish
Problem opisu zjawisk i procesów rzeczywistych w postaci stosunkowo prostych modeli matematycznych jest wciąż rzeczą bardzo aktualną. Opisano proces linearyzacji. W pracy przedstawiono główne właściwości podstawowych elementów ciągłych automatyki. Podano opisujące je równania różniczkowe oraz wynikające z nich transmitancje operatorowe i widmowe. Wykorzystując pakiet MATLAB, drogą symulacji komputerowej wygenerowano ich charakterystyki częstotliwościowe oraz odpowiedzi skokowe. Zawarto informacje na temat stabilności nieliniowych układów dynamicznych. Podano definicję stabilności (w tym asymptotycznej i globalnej) w sensie Lapunowa. Opisano właściwości stabilnych układów liniowych i zlinearyzowanych oraz określono warunek ich stabilności. Podano kryteria stabilności: analityczne Routha-Hurwitza oraz graficzne Nyquista dla układów z pętlą sprzężenia zwrotnego. Uwagę poświęcono metodom oceny jakości regulacji. Przedstawiono wskaźniki czasowe oraz częstotliwościowe oceny regulacji. Omówiono podstawy blokowego środowiska symulacyjnego Simulink. Wymieniono i opisano właściwości jego podstawowych bloków i bibliotek. Przykładowy układ został opisany nieliniowym równaniem różniczkowym oraz zlinearyzowany. Przy użyciu symulacji porównano odpowiedzi skokowe układu nieliniowego i zlinearyzowanego. Bazując na zlinearyzowanym modelu zbudowano układ regulacji z regulatorem PI. Nastawy regulatora zostały dobrane przy użyciu aplikacji Simulink PID Tuner. Określono stabilność układu regulacji oraz określono wskaźniki jakości regulacji. Następnie ten sam układ regulacji został zastosowany dla układu nieliniowego. Czasowe wskaźniki jakości regulacji obu układów zostały ze sobą porównane.
File
  • File: 1
    DMatyjek praca inĹĽynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 14287

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTf8c8ccf47b1e430e82d792057ca02868/
URN
urn:pw-repo:WUTf8c8ccf47b1e430e82d792057ca02868

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page