Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Управление курсом судна с учетом неопределенностей в коэффициентах модели

Работа №143303

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

информатика

Объем работы35
Год сдачи2017
Стоимость4940 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
29
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
Постановка задачи 5
Обзор литературы 6
Глава 1. Описание модели 10
1.1 Системы координат морского объекта 10
1.2 Математическая модель МПО 12
Глава 2. Теория 15
2.1 Линейные матричные неравенства 15
2.2 Внешние и внутренние возмущения 16
2.3 Наблюдение и управление 19
Глава 3. Практическая реализация 23
3.1 Модель объекта 23
3.2 Анализ 24
Выводы 27
Заключение 28
Список литературы 29
Приложение 1 31
Приложение 2 32


Морские суда самых разных конструкций (например, яхты, катера, ледоколы) удобно заменять моделью, чтобы отстранить себя от настоящего объекта, иначе при неудачном испытании можно привести дорогостоящую технику в неисправное состояние. Такая ситуация не выгодна ни заказчику, ни инженеру, ответственному за эксперименты, поэтому разумно использовать именно моделирование конкретной ситуации.
Удобный способ наблюдения за динамикой движения морского судна – это задание его математической модели в виде системы дифференциальных уравнений. Такое представление наиболее приближённо к реальности имитирует поведение корабля на воде.
Модель может являться линейной или нелинейной, то есть состоять как из линейных, так и нелинейных уравнений. Второй случай является наиболее сложным, так как такая модель может иметь абсолютно непредсказуемую форму и, таким образом, решение любой задачи усложняется. Для линейного представления модели существует большое количество методов её анализа, для нелинейного их гораздо меньше, и они требуют приложения дополнительных средств.
В данной работе будет рассмотрена задача управления курсом судна, испытывающего воздействие внешних возмущений – морского волнения – и внутренних – колебаний параметров модели.
В первой главе приведено описание изучаемого математического объекта морского судна и рассмотрены её линейное и нелинейное представления. Также приводятся исходные данные и необходимые ограничения на управление.
Во второй главе содержатся основные теоретические сведения, без которых нельзя начинать решение задачи.
В третьей главе проиллюстрировано решение исследуемой задачи в компьютерной среде MATLAB.
В заключении подводятся итоги проведённой работы, а также, ориентируясь на все рассуждения, формируются конкретные выводы.
В приложениях приводятся элементы программных кодов, написанных в среде MATLAB, в которых задаётся математическая модель и проводятся необходимые вычисления.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В ходе проведённых исследований были получены следующие результаты, которые выносятся на защиту:
1. Проведен анализ возможности формирования управления курсом судна с учётом неопределённости в коэффициентах модели, предложена схема для уточнения закона управления с целью компенсации возмущений.
2. В среде MATLAB проведены все необходимые вычисления, а в пакете Simulink – эксперименты для отображения динамики при управлении курсом для конкретной модели судна.
3. На основе проведенных экспериментов подтверждена успешность предложенного метода управления.



1. Поляк Б.Т., Щербаков П.С. Робастная устойчивость и управление. М.: Наука, 2002. 303 с.
2. Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. М.: «Машиностроение», 1976. 184 с.
3. Mirkin Leonid. Control Theory (035188), lecture no.7. Faculty of Mechanical Engineering. Technion – IIT.
4. Furtat Igor B. Robust Suboptimal Control With Disturbances Compensation // 19th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2014
5. Бобцов А.А. Алгоритм управления по выходу с компенсацией гармонического возмущения со смещением // Автоматика и телемеханика, №8, 2008.
6. Yang Jun, Zolotas Argyrios, Chen Wen-Hua, Michail Konstantinos, Li Shihua. Disturbance Observer Based Control for Nonlinear MAGLEV Suspension System // Conference on Control and Fault Tolerant Systems, 2010.
7. Yang J. Robust control of nonlinear MAGLEV suspension system with mismatched uncertainties via DOBC approach // ISA Transactions, 2011. 50 (3), pp. 389-396.
8. Yu Shuyou, Wang Jing, Wang Yan, Chen Hong. Disturbance Observer Based Control for Four Wheel Steering Vehicles with Model Reference // IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2016. Volume: PP, Issue: 99. Pages 1-7.
9. Lei Xusheng, Guo Kexin, Ge Sam Shuzhi. Disturbance Observer Based Control of Small Unmanned Aerial Rotorcraft // Mathematical Problems in Engineering, Volume 2013. 9 pages.
10. Смирнов М.Н. Метод учёта ограниченных внешних воздействий при синтезе обратных связей с многоцелевой структурой // Вестник СПбГУ, 2014. Сер. 10. Вып. 2. С. 130-140.
11. Дмитриев С. П., Пелевин А. Е. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории. СПб.: ГНЦ, 2004. РФ-ЦНИИ "Электроприбор". 160 с.
12. Веремей Е. И., Корчанов В. М., Коровкин М. В., Погожев С. В. Компьютерное моделирование систем управления движением морских подвижных объектов. СПб: НИИ Химии СПбГУ, 2002. 370 с.
13. Баландин Д.В., Коган М.М. Применение линейных матричных неравенств в синтезе законов управления. Учебно-методические материалы по специальному курсу «Управление колебаниями динамических систем». Нижний Новгород, 2010. 93 с.
14. Щербаков П.С. Линейные матричные неравенства в управлении // III Традиционная всероссийская молодёжная летняя школа «Управление, Информация и Оптимизация». Ярополец, 12-19 июня 2011.
15. Федюков А.А. Применение средств пакета MATLAB для численного решения задач стабилизации по выходу динамических систем с фазовыми ограничениями. Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2014. 37 с.
16. Чурилов А.Н., Гессен А.В. Исследование линейных матричных неравенств. Путеводитель по программным пакетам. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2004. 148 с.
17. Belleter J.W. Dennis, Breu A. Dominik, Fossen I. Thor, Nijmeijer Henk. A Globally K-Exponentially Stable Nonlinear Observer for the Wave Encounter Frequency // IFAC Proceedings Volumes. Volume 46, Issue 33, 2013, Pages 209-214.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ