Моделирование систем с переменной структурой - Дипломная работа

РАЗДЕЛ І. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. СИСТЕМЫ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ 1.1 Задачи автоматического регулирования 1.2 Понятие переменной структуры 1.3 Особенности фазовых пространств линейных динамических систем. Принципы построения СПС Выводы по І разделу РАЗДЕЛ II. Режимы в системах с переменной структурой 2.2 Управление линейным объектом с использованием воздействий по координате ошибки. 2.3 Управление с использованием воздействий по ошибке и её производным 2.4 Управление объектами, дифференциальные уравнения движения, которых содержат производные от входных воздействий 2.5 Анализ вынужденных движений в СПС. Синтез закона управления в системе второго порядка 2.6 Синтез закона управления в СПС произвольного порядка Выводы по ІІ разделу РАЗДЕЛ III. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СИСТЕМЫ С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ. 3.1 Инструменты для визуального объектно-ориентированного моделирования сложных динамических систем 3.2 Краткое руководство пользователя 3.3 Построение модели системы с переменной структурой в Model Vision Studium. 3.4 Моделирование СПС с помощью подсистемы Simulink пакета MathLab Выводы по IIІ разделу ВЫВОДЫ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ВВЕДЕНИЕ Актуальность данной темы в значительной степени обусловлена многочисленными приложениями теории дифференциальных уравнений с разрывными правыми частями. Стандартный пример такой динамической системы - механическая система с сухим трением, когда сила сопротивления может принимать одно из двух противоположных по знаку значений в зависимости от направления движения. Ситуация, подобная вышеописанной, особенно часто возникает в системах автоматического управления: стремление повысить быстродействие системы, минимизировать энергетические затраты на управление, ограничить область возможных изменений регулируемых параметров и т.п. приводит к управляющим воздействиям в виде разрывных функций. В частности, такими системами автоматического управления являются системы с переменной структурой и со скользящими режимами. Это означает, что каждому новому состоянию системы соответствуют все новые и новые точки пространства и изменению состояний системы можно соподчинить движение некоторой точки, которая называется изображающей точкой, а пространство - фазовым пространством. Однако при их изменении работа системы может ухудшиться, и величина отклонения регулируемой координаты от требуемого уровня окажется недопустимой. Графически структуру системы отображает структурная схема. Наиболее обобщенная схема системы автоматического регулирования изображена на рис. 1.1. С точки зрения приведенной структурной схемы, поставленные выше задачи регулирования могут быть сформулированы следующим образом: автоматическое поддержание с заданной точностью регулируемой (выходной) величины объекта на заданном уровне g - const - задача стабилизации; автоматическое поддержание с заданной точностью равенства регулируемой (выходной) величины объекта и входной величины - задающего воздействия, являющегося некоторой функцией времени g(t) - задача слежения. Тогда, если свободное движение неизменяемой части системы, определяемое корнями характеристического уравнения А(р)=0, удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к динамике системы, то величина ошибки может быть сведена к нулю и без управляющего воздействия. Речь идет о многомерных системах Рис. 1.8 в которых необходимо управлять совокупностью регулируемых величин с помощью нескольких управляющих воздействий. Разобьем фазовую плоскость (x1,x2) (Рис. 2.5) на две области, границами которых являются прямые x1 =0 и прямая S, заданная уравнением, (2.7) которая является траекторией с устойчивым движением для одной из структур.