Заданы дифференциального уравнения в операторной форме.
Передаточная функция регулятора:
Дифференциальные уравнения для этой ПФ:
(«-» в силу отрицательной обратной связи)
Имеем неизвестных. Они определяют
структуру регулятора.
Пусть
Операторный метод заключается в обеспечении тождественности операторного полинома замкнутой системы заданному желаемому полиному.
Пусть характеристический
полином замкнутой системы – желаемый полином.
Известно, что:
Основное уравнение операторного метода (является Диофантовым):
Число коэффициентов равно числу неизвестных, т.е.
Формируем :
1. Зададимся
собственными значениями .
2. Запишем
полином в виде
Из равенства полиномов получаем систему уравнений для искомых коэффициентов регулятора.
Задан СУ -
перевёрнутый маятник.
Пусть , тогда
(для малых отклонений)
ХП: .
Верхнее положение маятника неустойчиво, поэтому требуется решить задачу стабилизации.
В операторной форме
Назначим следующие корни: .
Составим основное уравнение
Автономный объект задаётся уравнением
Анализируем собственные значения матрицы A.
Управляемый объект задаётся уравнением
Введём регулятор состояния и
исключим переменную u:
Получили автономную систему.
Здесь желаемой матрицей является матрица .
Выберем собственные
значения и сформируем
характеристический полином матрицы:
Найдём сопровождающую матрицу
Дифференциальные уравнения объекта управления заданы в управляемой канонической форме
Требуется найти
Получаем систему
Решение которой имеет вид:
ОУ – маятник
Перепишем это уравнение в форме пространства состояний
Получили:
Анализ устойчивости: ХП: . Система
неустойчива.
Регулятор состояния .
ХП регулятора состояния:
Регулятор состояния требует информации о всех переменных состояния.
Практически число измеренных переменных меньше порядка модели объекта. Для оценки непосредственно неизменяемых переменных состояния используются т.н. наблюдатели.
Наблюдатель – вычислительное устройство, построенное по принципу обратной связи, позволяющее асимптотически отслеживать состояние объекта с использованием априорной информации о модели объекта.
Пусть дан объект управления:
Рисунок 5.1. Концептуальная схема расширенного объекта управления.
ОУ описывается дифференциальными уравнениями, передаточными функциями или дифференциальными уравнениями в форме пространства состояний.
Если пренебречь эффектом
квантовая уровней сигналов (достаточно большая разрядная сетка), то можно рассматривать как
импульсный сигнал, моделируемый в виде числовой последовательности. Тогда АЦП
представляет собой «ключ»:
зависит от природы
процесса.
Рисунок 5.2. Обозначение ЦАП
УУ описывается разностными уравнениями, дискретными передаточными функциями или разностными уравнениями в форме пространства состояний.
Модель получилась
гибридной: непрерывная и дискретная части взаимодействуют посредством
интерфейса (ЦАП и ключ).
Пусть дана числовая последовательность (временной ряд)
.. Чтобы количественно
оценить изменение значений последовательности, вводят понятие
разности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.