Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Моделювання системи в середовищі MatLab

Работа №5696
Тип работыКурсовые работы
Предметпрограммирование
Объем работы59 стр.
Год сдачи2003
Стоимость1200 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 686
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Вступ………………………………………………………………………..2
1. Особливості поводження динамічних систем……………………………3
1.1 Вільні коливання……………..…………………………………….3
1.2 Вимушені коливання……………………………………………...10
1.3 Коливання оберненого маятника…………………………..…….14
2. Стабілізація маятника системою з сигнальною настройкою…………...16
2.1 Постановка задачі……………………………………………………..16
2.2 Приклад численного моделювання ………………………………….19
3. Моделювання системи в середовищі MatLab……………………………22
3.1 Модель системи 1……………………………………………………..22
3.2 Модель системи 2……………………………………………………..25
3.3 Модель системи 3……………………………………………………..28
4. Стабілізація маятника ПД-регулятором…………………….…………....30
5. Моделювання системи в середовищі MatLab……………………………32
6. Реалізація системи маятник-візок……...…………………………………34
6.1 Вибір двигуна…………………………………………………………..35
6.2 Розрахунок редуктора………………………………………………….35
6.4 Вибір датчика кута…………………………………………………….36
7. Економічна частина…………..……………………………………………37
7.1 Оцінка рівня якості виробу……………………………………………38
7.2 Витрати на дослідно-конструкторську роботу……………………….45
8. Висновки……………………………………………………………………54
8. Література…………………………………………………………………..55



АНОТАЦІЯ

Пояснювальна записка за обсягом займає 56 сторінок, у тому числі 25 рисунків і 12 таблиць. Список літературних джерел складає 5 найменувань.
Дана дипломна робота виконується в рамках теми «Стенд для експериментального дослідження динамічних параметрів структурно-нестійких механічних систем».
У дипломній роботі розглянуті і проаналізовані методи стабілізації структурно-нестійких механічних систем. Визначені основі методи та принципи стабілізації та дослідження структурно-нестійких механічних систем. Розроблена та досліджена система стабілізації структурно-нестійких механічних систем на прикладі оберненого маятника з основою що переміщається.
У роботі змодельований рух такої системи її характеристики та представлення результатів через графічний матеріал.







Ключові слова: структурно-нестійкі механічні системи, динамічні параметри, обернений маятник, основа що переміщується.
Для реалізації стенда для дослідження структурно-нестабільних механічних систем використаємо як приклад – обернений маятник. Надалі розглядатимемо питання дослідження та стабілізації структурно-нестабільної системи в основі якої лежить обернений маятник.
У теорії управління існує ряд класичних об'єктів, на яких перевіряють як відомі методи розрахунку регуляторів, так і ті що розробляються. До таких об'єктів відносяться коливальні системи, окремим випадком яких є маятникові установки.
В даний час значно розширився клас реальних об'єктів управління, що мають аналогічну математичну модель (наприклад, ракета при злеті, сонячні батареї супутників, управління швидкістю реакції в ядерному реакторі). Це робить актуальним завдання стабілізації маятникових установок.
Питанням стабілізації перевернутого математичного маятника присвячено багато досліджень . У ряді робіт синтез дії, що управляє, виконаний по лінеаризованій моделі об'єкту і отриманий лінійний по координатах стану алгоритм управління, що дозволяє забезпечити стійкість системи при малих кутах відхилення від положення рівноваги . Застосування кусочно-лінійної апроксимації нелінійного маятника і методів оптимального управління дає рішення задачі для великих початкових збурень. В цьому випадку потрібний великий об'єм обчислень, крім того, складно одночасно забезпечити стійкість рішення і надійність системи. Розглянуто завдання розгойдування і стабілізації маятника у верхньому положенні з одночасною стабілізацією рухомої платформи, на якій закріплена вісь маятника. Отримані релейні закони управління на основі диференціальної і кінцевої форм алгоритму швидкісного градієнта. У багатьох роботах завдання управління однозвенним маятником вирішується шляхом переміщення точки підвісу маятника, як в маятнику Капіци.



Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


З проведених дослідів, видно, що система залишається нестійкою при всих модифікаціях системи керування. З цього можна зробити висновок що стійкість даного об’єкта керування залежить від точності та правильності вибору параметрів слідкуючої системи.
Присутність в системі малоінерційних фільтрів оцінки похідних і «швидкого» адаптера, що реалізовує сигнальну настройку, привело до виникнення різнотемпових процесів. З одного боку, це дозволило стабілізувати положення маятника при достатньо великих кутах відхилення від вертикальної осі (±60°), а з іншого боку, привело до труднощів в узгодженні параметрів адаптивного регулятора, адаптера і ФОП.
Процеси у фільтрах повинні бути найшвидшими, тоді як еталонні процеси для підсистем «маятник» і «платформа» - найповільнішими. У розглянутій системі співвідношення між їх темпом повинно бути приблизно рівне 0,125. Темп процесів в адаптері, визначуваний коефіцієнтом багато в чому залежить від кута відхилення: чим більше кут, тим ближче по значеннях повинні бути та постійна часу ФОП.
Використовуючи ПД-регулятор, при малих кутах відхилення маятника від положення рівноваги систему стабілізувати вдається.
Вартість будь-якої продукції дуже впливає на її популярність серед споживачів. Ціна в свою чергу може залежати як від якості вибраних матеріалів так і від технічного рівня приладу, тому на це також важливо звертати увагу.
Розробивши план проведення НДДКР, було підраховано кошторис витрат: матеріальні витрати, витрати на заробітну плату, відрахування на соціальні заходи, витрати на спеціальне обладнання, експериментально-виробничі витрати, накладні витрати і т.д. Загалом кошторис витрат на проведення НДДКР склав 166353,7 грн.



1. Лазарєв Ю.Ф. «Математичні моделі та методи теоретичного дослідження стаціонарних лінійних динамічних систем, Конспект лекцій» // К. КПІ. – 1991.- С. 20-35.
2. Стрижак Т.Г. «Методи дослідження динамічних систем типу «маятник» » // Ал.-Ат. – 1981. – С. 107-139.
3. Бесекерський В.А., Небилов А.В. «Робастні системи автоматичного керування» // М. – 1983.- С. 51-65.
4. Востріков А. С. Синтез систем регулювання методом локалізациі. - Новосибірськ: Вид-во НГТУ, 2007.
5. Габасов Р., Киріллова Ф. М., Ружіцкая Е. А. Демпфіровання і стабілізація маятника при великих початкових збуреннях // Вісті РАН. Теорія і системи управління.- 2001.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




© 2008-2022 Cервис помощи студентам в выполнении работ