📄Работа №127855
Тема: Многоцелевая цифровая стабилизация маятника Фуруты
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Информатика и вычислительная техника
Объем:
79 листов
Год:
2021
Просмотров:
248
5350
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 3
Обзор литературы 5
1. Содержательная постановка задачи 7
2. Математическая постановка задачи синтеза 10
2.1. Математическая модель объекта управления 10
2.2. Декомпозиция общей задачи синтеза 13
3. Методы решения локальных задач синтеза 18
3.1. Синтез базового регулятора по состоянию 18
3.2. Построение асимптотического наблюдателя 22
3.3. Формирование динамического фильтра 23
3.4 Построение амплитудно-частотной характеристики 28
3.5 Синтез дискретной многоцелевой структуры 32
4. Проведение практических расчетов 36
4.1. Моделирование динамической системы и её анализ 36
4.2. Выбор базового регулятора по состоянию 38
4.3. Построение асимптотического наблюдателя 45
4.4. Синтез динамического фильтра 46
4.5. Результаты компьютерного моделирования. Непрерывный регулятор 49
4.6. Построение цифрового регулятора 60
4.7. Результаты компьютерного моделирования. Цифровой регулятор 66
Выводы 70
Заключение 71
Список литературы 72
Приложение 1 73
Приложение 2 74
Приложение 3 77
Обзор литературы 5
1. Содержательная постановка задачи 7
2. Математическая постановка задачи синтеза 10
2.1. Математическая модель объекта управления 10
2.2. Декомпозиция общей задачи синтеза 13
3. Методы решения локальных задач синтеза 18
3.1. Синтез базового регулятора по состоянию 18
3.2. Построение асимптотического наблюдателя 22
3.3. Формирование динамического фильтра 23
3.4 Построение амплитудно-частотной характеристики 28
3.5 Синтез дискретной многоцелевой структуры 32
4. Проведение практических расчетов 36
4.1. Моделирование динамической системы и её анализ 36
4.2. Выбор базового регулятора по состоянию 38
4.3. Построение асимптотического наблюдателя 45
4.4. Синтез динамического фильтра 46
4.5. Результаты компьютерного моделирования. Непрерывный регулятор 49
4.6. Построение цифрового регулятора 60
4.7. Результаты компьютерного моделирования. Цифровой регулятор 66
Выводы 70
Заключение 71
Список литературы 72
Приложение 1 73
Приложение 2 74
Приложение 3 77
📖 Введение
В последние годы существенное внимание в научных исследованиях уделяется методам синтеза законов управления для нелинейных систем. Существуют различные подходы, обеспечивающие устойчивость их отдельных движений, при этом учитывающие требования к качеству динамических процессов. Однако не существует универсального метода, который бы позволял единообразно решать задачи для широких классов из возможных практических ситуаций. Это вызывает необходимость адаптировать известные методы для конкретных объектов управления и предъявляемых к ним требований.
Наиболее часто среди движений нелинейных систем рассматриваются положения равновесия, неустойчивые без управления. Их стабилизация является одним из обязательных требований, которые предъявляются к синтезируемому управлению. При этом реальные условия работы регулятора требуют учета воздействия на замкнутую нелинейную систему внешних возмущений, порождаемых средой, в которой функционирует объект.
В современных информационных системах основную роль играют цифровые вычислительные средства, осуществляющие основные функции по сбору, хранению, обработке и передаче информации. Цифровой характер работы подразумевает дискретность потоков информации по времени. Такие потоки определяются совокупностью дискретных сигналов, которые принимаются и преобразуются соответствующими цифровыми системами. Причём дискретность по времени принципиальна для работы информационно - управляющих систем, так как операции обработки сигналов, в том числе выполнение различных вычислений, имеют определённую конечную длительность. В силу таких условий реального функционирования объекта возникает задача синтеза цифрового регулятора для динамических нелинейных систем.
В качестве нелинейного объекта для исследования, анализа и верификации различных идей, подходов и методов синтеза часто рассматривается так называемый маятник Фуруты, который требует особого подхода для построения управления. Он часто используется как тестовый пример при построении регуляторов для нелинейных систем.
Данная работа является продолжением исследовательской работы, начатой в бакалавриате. Здесь для стабилизации маятника применён многоцелевой подход к синтезу обратной связи, ранее практически не использовавшийся для нелинейных объектов с различными режимами функционирования. Важным аспектом работы является построение цифрового регулятора для стабилизации нелинейного объекта. Особое внимание уделяется подавлению колебаний элементов системы при действии на неё возмущений колебательного характера, в частности, определяемого морским волнением. Такая ситуация типична при установке маятника Фуруты на морских подвижных объектах.
Наиболее часто среди движений нелинейных систем рассматриваются положения равновесия, неустойчивые без управления. Их стабилизация является одним из обязательных требований, которые предъявляются к синтезируемому управлению. При этом реальные условия работы регулятора требуют учета воздействия на замкнутую нелинейную систему внешних возмущений, порождаемых средой, в которой функционирует объект.
В современных информационных системах основную роль играют цифровые вычислительные средства, осуществляющие основные функции по сбору, хранению, обработке и передаче информации. Цифровой характер работы подразумевает дискретность потоков информации по времени. Такие потоки определяются совокупностью дискретных сигналов, которые принимаются и преобразуются соответствующими цифровыми системами. Причём дискретность по времени принципиальна для работы информационно - управляющих систем, так как операции обработки сигналов, в том числе выполнение различных вычислений, имеют определённую конечную длительность. В силу таких условий реального функционирования объекта возникает задача синтеза цифрового регулятора для динамических нелинейных систем.
В качестве нелинейного объекта для исследования, анализа и верификации различных идей, подходов и методов синтеза часто рассматривается так называемый маятник Фуруты, который требует особого подхода для построения управления. Он часто используется как тестовый пример при построении регуляторов для нелинейных систем.
Данная работа является продолжением исследовательской работы, начатой в бакалавриате. Здесь для стабилизации маятника применён многоцелевой подход к синтезу обратной связи, ранее практически не использовавшийся для нелинейных объектов с различными режимами функционирования. Важным аспектом работы является построение цифрового регулятора для стабилизации нелинейного объекта. Особое внимание уделяется подавлению колебаний элементов системы при действии на неё возмущений колебательного характера, в частности, определяемого морским волнением. Такая ситуация типична при установке маятника Фуруты на морских подвижных объектах.
✅ Заключение
В результате проведённого исследования получены следующие результаты, которые выносятся на защиту:
1. Сформулирована задача синтеза многоцелевой структуры управления маятником Фуруты в непрерывном и дискретном времени, предложены способы нахождения ее элементов с их последующей настройкой в смысле обеспечения желаемой динамики процессов.
2. Разработан имитационно-моделирующий комплекс в среде MATLAB-Simulink для проведения исследований и экспериментов.
3. Выполнен синтез многоцелевой структуры непрерывного управления. Найденное численное решение данной задачи удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к желаемому результату.
4. Проведено численное решение задачи синтеза цифрового многоцелевого регулятора для маятника Фуруты, которое показало работоспособность и эффективность предложенного подхода.
1. Сформулирована задача синтеза многоцелевой структуры управления маятником Фуруты в непрерывном и дискретном времени, предложены способы нахождения ее элементов с их последующей настройкой в смысле обеспечения желаемой динамики процессов.
2. Разработан имитационно-моделирующий комплекс в среде MATLAB-Simulink для проведения исследований и экспериментов.
3. Выполнен синтез многоцелевой структуры непрерывного управления. Найденное численное решение данной задачи удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к желаемому результату.
4. Проведено численное решение задачи синтеза цифрового многоцелевого регулятора для маятника Фуруты, которое показало работоспособность и эффективность предложенного подхода.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.