Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Управление маятником Фуруты с использованием обратной связи с многоцелевой структурой

Работа №128809

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информатика

Объем работы41
Год сдачи2019
Стоимость4700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
25
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
Обзор литературы 4
1. Содержательная постановка задачи 5
2. Математическая постановка задачи синтеза 8
2.1. Математическая модель объекта управления 8
2.2. Декомпозиция общей задачи синтеза 11
3. Методы решения локальных задач синтеза 14
3.1. Синтез базового регулятора по состоянию 14
3.2. Построение асимптотического наблюдателя 17
3.3. Формирование динамического фильтра 18
4. Проведение практических расчетов 22
4.1. Моделирование динамической системы и её анализ 22
4.2. Выбор базового регулятора по состоянию 23
4.3. Построение асимптотического наблюдателя 30
4.4. Синтез динамического фильтра 31
4.5. Результаты компьютерного моделирования 33
Выводы 38
Заключение 39
Список литературы 40
Приложение 1 41


В последние годы существенное внимание в научной литературе уделяется методам синтеза законов управления для нелинейных систем. Существуют различные подходы, позволяющие обеспечивать устойчивость их отдельных движений с учетом требований к качеству динамических процессов. Однако до сих пор не существует универсальной методологии, позволяющей единообразно решать задачи для достаточно широких классов из возможных практических ситуаций. Это делает необходимым выполнение адаптации известных методов для конкретных объектов управления и предъявляемых к ним требований.
Одними из наиболее часто рассматриваемых движений нелинейных систем являются положения равновесия, которые без управления не устойчивы. Их стабилизация выступает в качестве одного из обязательных требований, предъявляемых к синтезируемому управлению. При этом реальные условия его работы требуют учета действия на замкнутую систему внешних возмущений, порождаемых средой функционирования.
В качестве одного из широко рассматриваемых нелинейных объектов, требующих особого подхода к синтезу управления, выступает так называемый маятник Фуруты. Его используют как тестовый пример для верификации различных идей и конкретных методов синтеза.
В данной работе для стабилизации маятника предлагается применить многоцелевой подход к синтезу обратной связи, который ранее практически не использовался для нелинейных объектов, функционирующих в различных режимах. Особое внимание уделяется экономии ресурсов стабилизирующего управления при действии на систему возмущений колебательного характера, в частности, определяемого морским волнением. Такая ситуация типична при установке маятника Фуруты на морских подвижных объектах.
Обзор литературы


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В процессе проведённого исследования получены следующие результаты, которые выносятся на защиту:
1. Сформулирована задача синтеза многоцелевой структуры управления маятником и предложены способы нахождения ее элементов с обеспечением желаемой динамики процессов.
2. Разработан имитационно-моделирующий комплекс в среде MATLAB-Simulink для проведения исследований и экспериментов.
3. Проведено численное решение задачи синтеза многоцелевого регулятора для маятника Фуруты, показавшее работоспособность и эффективность принятого подхода.


1. Веремей Е. И. Линейные системы с обратной связью. СПб.: Лань, 2013. — 448 с.
2. Веремей Е.И. Среднеквадратичная многоцелевая оптимизация. СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2016. — 408 с.
3. Веремей Е.И., Сотникова М.В. Управление с прогнозирующими моделями. Воронеж: Изд-во "Научная книга", 2016. — 214 с.
4. Arnolds B.M. Identification and control of the Rotary Inverted Pendulum. - Technical Traineeship Report, University of Eindhoven, 2003. - DCT report No: 2003.100. — 60 p.
5. Furuta K., Iwase M. Swing-up time analysis of pendulum // Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences. - 2004. - Vol. 52, № 3. - P. 153 - 163.
6. H. K. Khalil. Nonlinear Systems. Third edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2002.
7. Evgeny I. Veremey. Separate Filtering Correction of Observer-Based Marine Positioning Control Laws, International Journal of Control. - August 2017, Volume 90, Issue 8, pp. 1561 - 1575.
8. Evgeny I. Veremey. Optimization of filtering correctors for autopilot control laws with special structures // Optimal Control Applications and Methods. Volume 37, Issue 2, pages 323 - 339.



Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ