Системы стабилизации и ориентации
Информация - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие материалы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
µстна в точках, соответствующих выбранным псевдочастотам к, к=1,2,…,m
W(jк)=Uк+jVк. (1.21)
Для некоторых значений параметров наперед выбранного закона управления D(z) можно рассчитать АФЧХ скорректированной системы Wск(jк) на этих же значениях частоты к :
Wск(jк)=W0(jк)D(jк)=Reк+jImк, (1.22)
где W0(jк) частотная характеристика располагаемой (исходной) системы при =к.
Затем следует определить сумму квадратов расстояний между соответствующими точками желаемой и скорректированной частотными характеристиками:
(1.23)
Минимизируя величину Е с помощью одного из методов поиска экстремума, можно получить наилучшее приближение к желаемой характеристике при выбранном законе управления D(z).
В функционал можно ввести некоторые весовые коэффициенты R(к) и рассматривать критерий оптимизации в виде
(1.24)
При использовании ЛЧХ следует задаваться значениями желаемых характеристик ЛАХ и ЛФХ в m точках для выбранных значений псевдочастоты к, к=1, 2,…, m и строить критерий как сумму квадратов отклонений ЛАХ и ЛФХ разомкнутой скорректированной системы от желаемой:
где L(к) и (к) значения желаемых ЛАХ и ЛФХ;
Lск(к) и ск(к) значения скорректированных ЛАХ и ЛФХ;
R(к) и Kn весовые коэффициенты.
При выборе параметров закона управления по критериям Е, Е1, Е2 можно варьировать как постоянные времени форсирующих или инерционных звеньев, так и коэффициенты передаточной функции D(z), т.е. задача синтеза сводится к перебору различных структур и параметров, физически реализуемых D(z), и выбору D(z) простейшей структуры.
При машинных методах синтеза в качестве исходных законов управления принимают функции минимальной сложности и увеличивают их размерность до тех пор, пока не будет достигнуто приближение исходной частотной характеристики системы к желаемому виду. В этом случае в качестве исходных передаточных функций последовательного корректирующего устройства можно принимать функции вида
(1.26)
2 Разработка библиотеки процедур в среде Maple
2.1 Получение дискретной модели непрерывной системы
2.1.1 Процедура diskretA получение дискретной матрицы состояния.
Формат:
diskretA(А,Т0)
Параметры:
А матрица состояния непрерывной системы;
Т0 такт квантования.
Описание:
Процедура вычисляет матрицу состояния дискретной системы по известной матрице состояния размерности (n n) непрерывной системы и такту квантования по формуле, приведенной в пункте 1.1. Результатом является матрица такой же размерности.
Пример:
diskretA(matrix(2,2,[0,1,2.268,-0.03]),0.1);
[1.011350092 .1002280116]
[ ]
[.2273171304 1.008343251]
2.1.2 Процедура diskretВ получение дискретной матрицы управления.
Формат:
diskretВ(А,В,Т0)
Параметры:
А матрица состояния непрерывной системы;
В матрица управления непрерывной системы;
Т0 такт квантования.
Описание:
Процедура вычисляет матрицу управления дискретной системы по известной матрице состояния размерности (n n), матрице управления размерности (nm) непрерывной системы и такту квантования по формуле, приведенной в пункте 1.1. Результатом является матрица такой же размерности, что и матрица управления непрерывной системы.
Пример:
diskretB(matrix(2,2,[0,1,2.268,-0.03]),matrix(2,1,[0,-4.235]),0.1);
[ -.4257409375]
[ ]
[.06093613489]
2.2 Получение матрицы передаточных функций
2.2.1 Процедура permatr получение матрицы передаточных функций.
Формат:
permatr(А,В,с)
Параметры:
А матрица состояния непрерывной или дискретной системы;
В матрица управления непрерывной или дискретной системы;
C строковая переменная s или z, обозначающая передаточную функцию какой системы необходимо вычислить.
Описание:
Процедура вычисляет матрицу передаточных функций дискретной или непрерывной системы n-го порядка согласно пункту 1.2 по формуле (1.7). Результатом выполнения процедуры является матрица n-го порядка, элементами которой являются передаточные функции.
Пример:
permatr(matrix(2,2,[4,3,2,1]),matrix(2,2,[0,1,2,1]),z);
2.3 Построение частотных характеристик
дискретной и непрерывной систем
2.3.1 Процедура afch построение амплитудно-фазовой частотной характеристики дискретной и непрерывной систем.
Формат:
afch(W,c,Т0)
Параметры:
W передаточная функция системы;
C строковая переменная s или z, обозначающая АФЧХ какой системы необходимо построить;
Т0 такт квантования для дискретной системы.
Описание:
Процедура строит АФЧХ дискретной и непрерывной систем согласно методике, описанной в пункте 1.3.
Пример:
afch(1/(4*s^2-1.8*s+2),s,0.1);
Полученный график можно увидеть на рисунке А.1 приложения А.
2.3.2 Процедура lach построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики дискретной и непрерывной систем.
Формат:
lach(W, c, Т0, x2, y1, y2)
Параметры:
W передаточная функция системы;
с строковая переменная s или z, обозначающая АФЧХ какой системы необходимо построить;
Т0 такт квантования для дискретной системы;
x2 правый предел изменен?/p>