Cuprins
- I. Pendulul invers
- 1. Tema proiectului
- 2. Determinarea modelului matematic si a functiilor de transfer
- 3. Obtinerea unui controler cu reactie de la stare
- 4. Proiectarea unui LQ optimal
- 5. Proiectarea unui regulator utilizand locul radacinilor
- 6. Proiectarea unui estimator unitar
- 7. Proiectarea unui regulator in discret
- II. Motor de curent continuu cu ax scurt
- 1. Determinarea modelului matematic si a functiilor de transfer
- 2. Proiectarea sistemului automat folosind controler PID
- 3. Proiectarea in spatiul starilor a unui regulator LQ si LQR
- 4. Obtinerea unui controler cu reactie de la stare
- 5. Proiectarea sistemului automat cu ajutorul locului radacinilor
- 6. Proiectarea unui controler discret
- 7. Determinarea caracteristicilor de frecventa Bode si a marginilor de faza si de castig
- 8. Determinarea diagramei Nichols
- III. Reglarea temperaturii intr-un cuptor
- 1. Tema proiectului
- 2. Determinarea modelului matematic si a functiilor de transfer
- 3. Obtinerea unui controler cu reactie de la stare
- 4. Proiectarea in spatiul starilor a unui regulator LQ si LQR
- 5. Proiectarea sistemului automat folosind controler PID
- 6. Determinarea caracteristicilor de frecventa Bode si a marginilor de faza si de castig
- 7. Proiectarea unui controler discret
- 8. Proiectarea sistemului automat cu ajutorul locului radacinilor
- 9. Utilizarea unui filtru Kalman
Extras din proiect
Pendulul invers
1. Tema proiectului o constituie un pendul invers montat pe un carucior actionat de un motor de current continuu avand turatia reglata pe indus. Acesta este un model al controlului comportarii unei platforme de lansare la decolare, obiectivul controlului fiind mentinerea in pozitie verticala. Pendulul invers este instabil in orice moment si in orice directie exceptand cazul in care se aplica o forta de control adecvata. In cazul de fata forta de control u este aplicata caruciorului de masa M. (consideram problema bidimensionala)
Se definesc:
• M – masa caruciorului;
• m – masa pendulului;
• θ – unghiul format de baston cu verticala; (cantitate usor masurabila)
• x – distanta fata de origine a caruciorului; (cantitate usor masurabila)
• l – lungimea bastonului.
2. Modelul matematic de stare al sistemului pendul inversat
Definim unghiul bastonului cu verticala , care se presupune ca este mic (intrucat vrem sa mentinem in pozitie verticala bastonul).
Definim coordonatele ale centrului de gravitatie ale masei prin .
(1)
Aplicand legea a doua a lui Newton in directia x a miscarii, avem:
(2)
(3)
Din (3) (4)
Ecuatia miscarii masei m in directia y nu poate fi scrisa fara a considera miscarea masei m in directia x. Din acest motiv vom considera miscarea de rotatie a masei m in jurul punctului P.
Aplicand legea a doua a lui Newton la miscarea de rotatie obtinem:
care poate fi simplificata astfel:
(5)
Se observa ca ecuatiile (4) si (5) sunt ecuatii diferentiale neliniare (produs de variabile). Noi trebuie sa pastram vertical pendulul invers, de aceea se face presupunerea ca si sunt cantitati mici, astfel incat
Ecuatiile (4) si (5) se pot liniariza astfel:
(6)
(7)
Aceste ecuatii liniarizate sunt valabile atata timp cat si sunt mici. Ele definesc un model matematic al sistemului pendulului invers. Aceste ecuatii se pot modifica pentru a se obtine o reprezentare in spatiul starilor:
Preview document
Conținut arhivă zip
- Proiect ISA.doc