Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «лэти»

кафедра АПУ

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине “Теория управления”

СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Выполнили: Золотарев А.Р.

Миненков Д.В.

гр. 4322             

Проверил:      Имаев Д.Х.       

каф. АПУ         

Санкт-Петербург

2007

Содержание

Введение 1. Перевернутый маятник как объект управления 1.1. Описание объекта 1.2. Математические модели объекта управления 1.2.1. Нелинейные дифференциальные уравнения 1.2.2. Линеаризованные дифференциальные уравнения 2. Анализ объекта управления 2.1.Компьютерная имитация объекта 2.2. Линеаризация моделей 2.3. Анализ устойчивости положения равновесия 2.4. Анализ управляемости и наблюдаемости объекта 2.5. Передаточная функция линеаризованного объекта 3. Синтез регулятора 3.1. Синтез регулятора состояния 3.2. Синтез наблюдателя состояния 3.3. Динамический регулятор 3.4. Анализ замкнутой системы 3.4.1. Расчетный анализ 3.4.2. Компьютерная имитация нелинейной системы 4. Синтез дискретного регулятора 4.1. Дискретизация непрерывного регулятора 4.2. Синтез дискретного регулятора 4.3. Анализ замкнутой системы Заключение Список используемой литературы

3 4 4 5 5 7 7 8 8 8 8 9 11 11 11 12 13 13 13 15 15 20 22 24 25

Введение

Предметом курсового проектирования является синтез алгоритмов управляющего устройства, предназначенного для стабилизации механического объекта – перевернутого маятника на подвижной каретке.

Целью курсового проектирования является освоение методов анализа, синтеза и компьютерной имитации непрерывных и дискретных динамических систем управления.

Для достижения цели проекта необходимо решить следующие задачи:

1. Составить нелинейную математическую модель объекта и верифицировать её путем компьютерной имитации.

2. Провести анализ устойчивости, управляемости и наблюдаемости объекта по линеаризованной модели.

3. Синтезировать регулятор состояния.

4. Синтезировать наблюдателя состояний и динамический регулятор.

5. Оценить размеры области притяжения положения равновесия системы, образованной нелинейным объектом и линейным регулятором.

6. Построить дискретный регулятор по непрерывному прототипу и провести анализ системы, образованной непрерывным нелинейным объектом и линейным дискретным регулятором.

7. Синтезировать дискретный регулятор на базе линейной дискретной модели объекта и провести анализ замкнутой системы.

Синтез систем управления проводиться методом пространства состояний [1]

Анализ объекта и систем управления по линеаризованным моделям проводиться с помощью программы MATLAB®/ControlSystemToolboxфирмы

TheMathWorks,Inc.

Компьютерная имитация нелинейных моделей проводится с помощью программы MATLAB®Simulink.

Для оформления пояснительной записки использован текстовый редактор MicrosoftWord. Рисунки выполнены с помощью программыMSPaintиInkScape.