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.