Исследование робастных свойств систем с модальным управлением

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



терворта:

. При

Transfer function:

2.56e-011 s^3 + 2.564e-008 s^2 + 3.554e-006 s + 6.8e-005

-------------------------------------------------------

.088e-011 s^4 + 1.396e-009 s^3 + 6.722e-008 s^2

Рис. 2.19. График корневого годографа при =50 рад/с для полинома Баттерворта

2. При function:

.56e-011 s^3 + 5.381e-008 s^2 + 2.843e-005 s + 0.001088

-------------------------------------------------------

.088e-011 s^4 + 2.817e-009 s^3 + 3.176e-007 s^2

Рис. 2.20. График корневого годографа при =100 рад/с для полинома Баттерворта.

3. При function:

.56e-011 s^3 + 2.203e-008 s^2 + 4.442e-007 s + 4.25e-006

--------------------------------------------------------

.088e-011 s^4 + 6.851e-010 s^3 + 1.188e-009 s^2

Рис. 2.21. График корневого годографа при =25 рад/с для полинома Баттерворта

Для биномиального полинома:

. При

Transfer function:

2.56e-011 s^3 + 2.788e-008 s^2 + 5.44e-006 s + 6.8e-005

------------------------------------------------------

.088e-011 s^4 + 2.15e-009 s^3 + 1.353e-007 s^2

Рис. 2.22. График корневого годографа при =50 рад/с для биномиального полинома

2. При function:

.56e-011 s^3 + 7.177e-008 s^2 + 4.352e-005 s + 0.001088

-------------------------------------------------------

.088e-011 s^4 + 4.326e-009 s^3 + 5.81e-007 s^2

Рис. 2.23. График корневого годографа при =100 рад/с для биномиального полинома

3. При function:

.56e-011 s^3 + 2.231e-008 s^2 + 6.8e-007 s + 4.25e-006

------------------------------------------------------

.088e-011 s^4 + 1.062e-009 s^3 + 1.849e-008 s^2

Рис. 2.24. График корневого годографа при =25 рад/с для биномиального полинома

Из полученных нами графиков корневых годографов (см. рис.2.12 - 2.24) мы видим, как перемещаются полюса передаточных функций в зависимости от вариаций среднегеометрического корня и типа полинома.

2.3.3 "ияние параметрических возмущений на динамические свойства системы с модальным управлением по истинному вектору состояния

Будем исследовать влияние параметрических возмущений на динамические свойства системы с модальным регулятором по истинному вектору состояния. Для этого будем сравнивать переходные характеристики системы с модальным управлением с номинальными и возмущенными параметрами . Результаты представлены в табл. 2.9 и 2.10.

Таблица 2.9

0.0033610.80.20.0016838.61.50.006723.80.22

Таблица 2.10

10.80.227.40.471.60.22

Переходные характеристики системы с модальным управлением с номинальными и возмущенными параметрами показаны на граф. 2.25 - 2.30.

Рис. 2.25. Переходные характеристики системы с модальным регулятором с номинальным параметром и вариацией параметра с:

Рис. 2.26. Переходные характеристики системы с модальным регулятором с номинальным параметром и вариацией параметра с:

Рис. 2.27. Переходные характеристики системы с модальным регулятором с номинальным параметром и вариацией параметра с:

Рис. 2.28. Переходные характеристики системы с модальным регулятором с номинальным параметром и вариацией параметра :

Рис. 2.29. Переходные характеристики системы с модальным регулятором с номинальным параметром и вариацией параметра :

Рис. 2.30. Переходные характеристики системы с модальным регулятором с номинальным параметром и вариацией параметра :

Из графиков видно, что при параметрических возмущениях показатели качества динамики системы с модальным управлением изменяются меньше, чем в системе без модального управления. Дело в том, что в системе увеличивается быстродействие, повышается полоса пропускания за счет введения больших коэффициентов модального регулятора. А системы с глубокими обратными коэффициентами обладают, как известно, малой чувствительностью к параметрическим возмущениям.

2.4.Выводы по второй главе

В данной главе был рассчитан модальный регулятор для рассматриваемой следящей системы с упругим электромеханическим объектом управления. Был выполнен всесторонний анализ влияния параметрических возмущений на показатели качества динамики системы.

В качестве последних были выбраны:

картина расположения полюсов системы и значения основных корневых оценок качества - степени устойчивости и колебательности; дополнительно исследовано поведение ветвей корневого годографа системы;

вид и основные показатели качества переходной характеристики системы по угловому положению исполнительной оси.

Кроме того, сделана попытка выяснить, влияет ли (а если влияет, то в какой степени) тип и среднее геометрическое значение корней желаемого характеристического полинома на чувствительность системы к параметрическим возмущениям.

Исследования в системе Matlab Simulink показали следующее:

для разных полиномов наблюдаются различные картины зависимости относительной степени устойчивости и колебательности от вариаций параметров с и для различных значений среднегеометрических корней. Однозначно сказать, какой полином более предпочтителен нельзя, но в целом картина лучше у полинома Баттерворта со среднегеометрическим корнем ;

было выявлено, что следящая система с модальным управлением не обладает робастностью по отношению к показателям качества динамики (для принятых диапазонов вариаций неопределенных параметров объекта управления).

Закон модального управления нуждается в корректировке, усовершенствовании.

3. РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАКОНА МОДАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ НАБЛЮДАТЕЛЯ

.1 Расчет стационарного наблюдателя

Условие измеряемости переменных состояния объекта выполняется не всегда. Некоторые переменные состояния могут оказаться недоступны непосредственному измерению из-за отсутствия или недост