-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Copy pathzsr.h
274 lines (273 loc) · 8.83 KB
/
zsr.h
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
# coding: Cp866 -> koi-8r -> Cp1251
/* Файл объявления класса объекта регулирования и методов этого класса.
+----------------------------------+
|Разработал студент 4-го курса ВТИ |
| Тарасов Сергей, группа А-903 |
+----------------------------------+
начато * 16-12-1994
продолжено * 01-08-2002*/
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <dos.h>
// todo Сделать больше комментариев
class aa{
/******* Данные по системе в виде структуры **********************/
struct Sys{
long double // объект (апериодическое звено 3-го порядка с запаздыванием)
b, // передаточный коэффициент
T[4], // постоянные времени
tau, // время запаздывания
x_min, // ограничения
x_max, // ----||------
// датчик (апериодическое звено 1-го порядка)
k_dat,
T_dat,
dat_min,
dat_max,
// исполнительный механизм (интегрирующее звено)
k_im,
T_im,
s_min,
s_max,
// регулирующий орган (нелинейное звено)
k_ro,
// промышленый ПИ-регулятор
k_prop,
T_iz,
q_min,
q_max;
} *psys;
UINT i, // номер точки на графике
j, // номер точки между точками графика
mi, // счётчик
nt, // число точек графика
is; // число точек для рассчёта от нуля
long double k[5], // коэффициенты конечно-разностного уравнения
a[5], // коэффициенты дифференциального уравнения
r, // управляющее воздействие
z, // задание
tp, // время процесса
dt; // квант по времени
// Конструктор класса
aa::aa(void){
// Число предыдущих точек в конечно-разностном уравнении
is = 3;
// Остальных точек без нуля на графике
nt = 579;
r = 0.;
}
/*** Рассчет коэффициентов дифференциального уравнения объекта ***/
public:
void coeff_a(void){
a[4] = psys->T[1] * psys->T[2] * psys->T[3];
a[3] = psys->T[1] * psys->T[2] + psys->T[1] * psys->T[3] + psys->T[2] * psys->T[3];
a[2] = psys->T[1] + psys->T[2] + psys->T[3];
a[1] = 1.;
a[0] = 0.;
return;
}
/******** Рассчет коеффициентов конечно-разностного уравнения **/
private:
void coeff_k(void){
long double c = a[1] + a[2] / dt + a[3] / dt / dt + a[4] / dt / dt / dt;
k[0] = -a[0] / c;
k[1] = b / c;
k[2] = a[2] / dt;
k[2] += 2. * a[3] / dt / dt;
k[2] += 3. * a[4] / dt / dt / dt;
k[2] /= c;
k[3] = -a[3] / dt / dt;
k[3] -= 3. * a[4] / dt / dt / dt;
k[3] /= c;
k[4] = a[4] / dt / dt / dt / c;
return;
}
/*************** Цикл разгона ***********************************/
public:
long double cicle(void){
long double S_graph = 0., // Площадь под кривой
t_r = 0.; // Время
// шаг по времени
dt = tp / (long double)(nt * is);
// число тактов запаздывания
UINT d = (UINT) ceil(psys->tau / dt);
// Выделяем в оперативке массив и обнуляем его
long double* x = new long double[d+4];
for(mi = 0; mi <= d + 3; mi++)
x[mi] = 0.;
coeff_k();
j = 1;
i = 0;
do{
x[d+3] = k[1] * r;
x[d+3] += k[2] * x[d+2];
x[d+3] += k[3] * x[d+1];
x[d+3] += k[4] * x[d];
if(j >= is){
i++;
j = 1;
// Ставим точку
// x[0]
}
// Считаем площадь под кривой
S_graph += fabs(dt * (x[0] + x[1]) / 2.);
for(mi = 1; mi <= d + 3; mi++)
x[mi-1] = x[mi];
j++;
t_r += dt;
}while(t_r <= tp);
delete [] x;
return S_graph;
}
/******* Кривая разгона *********************/
public:
void rasgon(void){
long double S_graph_0, // Площадь под 1-ой кривой
S_graph_1, // Площадь под 2-ой кривой
ras; // Разность в расчётах
// Начинаем снова с 3-х
is = 3;
// Даём ступеньку на входе объекта
r = 1. / b;
// Рисуем первую линию
S_graph_0 = cicle();
do{
// Удваиваем число точек расчёта
is *= 2;
// Рисуем вторую линию
S_graph_1 = cicle();
// Считаем интегральную разницу
ras = S_graph_1 - S_graph_0;
// Сдвигаем новый график в старый
S_graph_0 = S_graph_1;
// Бибикаем
sound(2000);
delay(200);
sound(3000);
delay(500);
nosound();
}while(1);
return;
}
/*** Цикл переходного процесса ************************/
private:
void cicle_u(void){
long double dat_i, // сигнал с датчика
dat_i_1 = 0.,
eps_i, // ошибка регулирования
q, // сигнал с регулятора
s_i, // положение регулирующего уровня
s_i_1 = 0.,
int_ras = 0., // ошибка регулирования
pereregul = 0., // перерегулирование
t_r = 0.; // время рассчётное
// Квант времени
dt = tp / (long double) (nt * is);
// Число тактов запаздывания
UINT d = (UINT) ceil(psys->tau / dt);
long double* x = new long double [d+4];
for(mi = 0; mi <= d + 3; mi++)
x[mi] = 0.;
coeff_k();
j = 1;
i = 0;
do{
// Меняем задание
z = 1.;
// Ошибка регулирования
eps_i = z - x[0];
// Сигнал с датчика
dat_i = psys->k_dat * eps_i + dat_i_1 * psys->T_dat / dt;
dat_i /= 1. + psys->T_dat / dt;
if(dat_i >= psys->dat_max)
dat_i = psys->dat_max;
if(dat_i < psys->dat_min)
dat_i = psys->dat_min;
// Сигнал от ПИ-регулятора
q = (dat_i + dat_i_1) / 2.;
q *= dt / psys->T_iz;
q += eps_i;
q *= psys->k_prop;
if(q >= psys->q_max)
q = psys->q_max;
if(q < psys->q_min)
q = psys->q_min;
// Положение регулирующего органа
s_i = dt * psys->k_im * q / psys->T_im + s_i_1;
if(s_i >= psys->s_max)
s_i = psys->s_max;
if(s_i < psys->s_min)
s_i = psys->s_min;
// Управляющее воздействие
r = psys->k_ro * pow(s_i, 0.25);
// Реакция объекта на это
x[d+3] = k[1] * r;
x[d+3] += k[2] * x[d+2];
x[d+3] += k[3] * x[d+1];
x[d+3] += k[4] * x[d];
if(j >= is){
i++;
j = 1;
// Ставим точку на графике
// x[0]
}
j++;
// Считаем перерегулирование
if(x[0] > pereregul)
pereregul = x[0];
// Считаем интегральную ошибку регулирования
int_ras += dt * pow(eps_i, 2.);
// Движемся во времени
t_r += dt;
// Сдвигаем все точки на один такт назад
for(mi = 1; mi <= d + 3; mi++)
x[mi-1] = x[mi];
dat_i_1 = dat_i;
s_i_1 = s_i;
}while(t_r <= tp);
// Перерегулирование
pereregul = (long double) ceil(100. * (pereregul - x[0]));
delete [] x;
// Интегральная ошибка регулирования
// int_ras
return;
}
/************* Переходной процесс **************/
public:
void per(void){
do{
cicle_u();
// Бибикаем
sound(5000);
delay(200);
sound(4000);
delay(500);
nosound();
}while('x' != getch());
return;
}
/********* Чтение данных из файла ******************/
public:
void read_dat(void){
// Данные в "zsr_asu.dat" в текущей папке
FILE* io = fopen(file_name, "rb");
if(io != NULL)
fread(psys, sizeof(Sys), 1, io);
else{
paa->opros_p();
io = fopen(file_name, "wb");
fwrite(psys, sizeof(Sys), 1, io);
}
fclose(io);
return;
}
/******** Сохранение данных в файл ***************************/
public:
void record_dat(void){
FILE* io = fopen(file_name, "wb");
fwrite(psys, sizeof(Sys), 1, io);
fclose(io);
}
} *paa;