Введение 3
Обзор литературы 4
1. Содержательная постановка задачи управления 5
2. Постановка математической задачи синтеза 7
2.1. Математическая модель системы TRMS 7
2.2. Динамика разомкнутой системы 10
2.3. Задача синтеза в многоцелевой структуре 12
3. Методы решения задачи синтеза 15
3.1. Построение базового регулятора 15
3.2. Построение асимптотического наблюдателя 15
3.3. Построение динамического корректора 16
4. Моделирование системы управления TRMS в среде MATLAB-Simulink 19
4.1. Моделирование линейной системы 19
4.2. Компьютерная модель нелинейной системы 21
5. Результаты практических расчетов 23
Выводы 28
Заключение 29
Список литературы 30
Приложение 1 31
В современных системах автоматического управления широко используются асимптотические наблюдатели, которые восстанавливают информацию о векторе состояния динамического объекта, используя результаты измерений, поступающих с датчиков.
В частности, асимптотические наблюдателя входят в состав законов управления с многоцелевой структурой, которые применяются для динамических объектов, функционирующих в различных режимах движения.
Особую роль многоцелевые структуры играют в различных задачах управления нелинейными подвижными объектами, в частности - летательными аппаратами.
В данной работе рассматривается комплекс вопросов, относящихся к управлению динамической системой TRMS, которая имитирует динамику летательного аппарата подобного вертолету. Основное содержание составляет постановка и решение задачи многоцелевого управления с учетом двух возможных режимов движения: собственного движения при отработке командного сигнала и вынужденного движения, порождаемого ступенчатым аддитивным внешним возмущением.
Для обоих режимов формируется комплекс требований, предъявляемых к динамическим свойствам обратной связи, и осуществляется поиск настраиваемых элементов, которые обеспечивают их выполнение.
Особое внимание уделяется разработке компьютерного моделирующего комплекса в интегрированной среде MATLAB-Simulink для выполнения имитационного моделирование динамики замкнутой нелинейной системы в указанных режимах движения.
Выполняются расчеты в рамках предложенного подхода для конкретных значений параметров системы TRMS.
В ходе проведенного исследования получены следующие результаты, выносимые на защиту:
1. Сформирована и проанализирована математическая модель двухроторной нелинейной системы TRMS.
2. Поставлена задача многоцелевого управления системой, предложены методы расчета элементов обратной связи.
3. Разработан программный комплекс в среде MATLAB-Simulink для анализа и исследования динамических процессов.
4. Проведено численное решение задачи для конкретных исходных данных с применением разработанной компьютерной модели.
