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
Купить

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.
Купить