Оптимизация по быстродействию и по расходу электроэнергии

Быстрое развитие электроники привело к ее масштабному проникновению в самые разные области науки, техники и повседневной человеческой жизни. Способность электронных устройств обрабатывать огромные массивы разнородной информации привела к широкому их внедрению в автоматике. И это неудивительно, ведь именно трудности построения сложных управляющих обратных связей долгое время сдерживали развитие автоматических систем. Теперь же возможность принимать информацию со сколь угодно большого количества датчиков и, оперативно обработав ее, практически мгновенно формировать нужное управляющее воздействие коренным образом изменила подход к созданию автоматических устройств. Наступила эпоха «интеллектуализации» автоматики. Масштабное наполнение устройств электроникой позволило усложнить управляющие алгоритмы и перейти к внедрению оптимальных, самонастраивающихся, адаптивных систем и даже систем с искусственным интеллектом.

Подобные новшества потребовали разработки новых математических методов обработки большого количества информации, создания алгоритмов оптимизации и улучшения работы устройств.

Теория оптимального управления - это раздел теории управления, основной задачей которого является разработка методов, позволяющих выполнять управляющие задачи оптимальным способом по отношению к определенному критерию. Нельзя добиться абсолютной оптимальности. Создав скоростной автомобиль, неизбежно придется пожертвовать экономичностью и стоимостью. И наоборот, малое потребление топлива потребует ограничения мощности и скоростных режимов.

В этом курсовом проекте будут рассматриваться вопросы оптимизации по быстродействию и по расходу электроэнергии - одни из самых актуальных и распространенных задач в теории оптимального управления.

Задан объект управления (электродвигатель постоянного тока, работающий в режиме отработки скорости), описываемый в динамике дифференциальным уравнением в относительных единицах

,

где ω - угловая скорость вращения выходного вала,

u - напряжение на обмотке якоря,

τ - относительное время,

βm - коэффициент отношения электромеханической Тм и электромагнитной Тя постоянных времени электродвигателя. В данной работе βm = 1.2

Диапазон регулирования угловой скорости ω лежит в пределах от ω0 = 0.8 до ωk = -0.8

При этом работа по изменению скорости вращения осуществляется при отсутствии момента нагрузки на валу двигателя. На управляющее воздействие u наложено ограничение

Необходимо:

. Представить уравнения динамики двигателя в пространстве состояний, введя дополнительную координату - ток якорной цепи обмотки двигателя.

. Найти закон оптимального по быстродействию управления, переводящего двигатель из одного установившегося состояния в другое установившееся состояние при выполнении ограничений на управление

. Найти закон управления, минимизирующий потери электроэнергии в якоре двигателя при заданном времени переходного процесса .

. Рассчитать параметры оптимальных процессов, длительности интервалов управления, параметры траектории , общее время движения и потери энергии двумя способами: а) составив собственную программу расчета на каком-либо языке программирования, б) используя пакет MATLAB.

. Провести моделирование оптимальных процессов в пакете MatLab/Simu-link.

. Разработать структурную схему оптимального по быстродействию закона управления в виде .

    Другое по теме:

    Операционное устройство для решения системы линейных уравнений
    В данной курсовой работе необходимо разработать аналоговое устройство для решения системы линейных уравнений. В качестве активного элемента целесообразно использовать операционный усилитель. Операционный усилитель (ОУ) был из ...

    Разработка и исследование характеристик платформенной инерциальной навигационной системы полуаналитического типа
    Цель настоящей работы разработать алгоритм платформенной инерциальной навигационной системы, работающей в геоцентрической системе координат, и определяющей в этой системе следующие параметры: Координаты Скорости Углы ...

    ©  www.techvarious.ru - 2018