Άσκηση 3. Έλεγχος ανατροφοδότησης κατάστασης dc κινητήρα. Έλεγχος ανατροφοδότησης κατάστασης

Σχετικά έγγραφα
Ψηφιακός Έλεγχος. 6 η διάλεξη Σχεδίαση στο χώρο κατάστασης. Ψηφιακός Έλεγχος 1

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Ψηφιακός Έλεγχος. 11 η διάλεξη Ασκήσεις. Ψηφιακός Έλεγχος 1

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Χώρος Κατάστασης. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΜΟΝΤΕΡΝΑ ΘΕΩΡΙΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΙΙ Τμήμα Μαθηματικών - Τομέας Υπολογιστών & Αριθμητικής Ανάλυσης Εξετάσεις Σεπτεμβρίου 2016

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Διάλεξη 13

. Οι ιδιοτιμές του 3 3 canonical-πίνακα είναι οι ρίζες της. , β) η δεύτερη είσοδος επηρεάζει μόνο το μεσαίο 3 3 πίνακα και

Ανάλυση Σ.Α.Ε στο χώρο κατάστασης

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου ΙΙ. Άσκηση. γραμμάτων του επιθέτου σας (π.χ. για το επίθετο Κοσματόπουλος, οι αριθμοί α ι θα είναι a

Έλεγχος στροφών κινητήρα DC με ελεγκτή PI, και αντιστάθμιση διαταραχής.

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου

Αυτόματος Έλεγχος. Ενότητα 11 η : Σχεδίαση ελεγκτών στο πεδίο του χώρου μεταβλητών κατάστασης. Παναγιώτης Σεφερλής

Βαθμολογία Προβλημάτων ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2.1 ΘΕΜΑ 2.2 ΘΕΜΑ 2.3 ΘΕΜΑ 3.1 ΘΕΜΑ 3.2 ΘΕΜΑ 4 ΘΕΜΑ 5.1 ΘΕΜΑ 5.2

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 2: Στοιχειώδη Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Η Βασική Δομή Συστημάτων Ελέγχου Κίνησης

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 11: Μετασχηματισμός Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Ενότητα 2: Εισαγωγή στη Θεωρία Βέλτιστου Ελέγχου. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Ακαδηµαϊκό Έτος , Εαρινό Εξάµηνο ιδάσκων Καθ.: Νίκος Τσαπατσούλης

Δυναμική Μηχανών I. Επίλυση Προβλημάτων Αρχικών Συνθηκών σε Συνήθεις. Διαφορικές Εξισώσεις με Σταθερούς Συντελεστές

Λύσεις θεμάτων Α εξεταστικής περιόδου εαρινού εξαμήνου (Ιούνιος 2015)

1) Τι είναι ένα Σύστημα Αυτομάτου Ελέγχου 2) Παραδείγματα εφαρμογών Συστημάτων Ελέγχου 3) Τι είναι ανατροφοδότηση (Feedback) και ποιες είναι οι

Μοντέρνα Θεωρία Ελέγχου

Λύσεις θεμάτων Εξεταστικής Περιόδου Σεπτεμβρίου 2014

Βαθµολογία Προβληµάτων ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2.1 ΘΕΜΑ 2.2 ΘΕΜΑ 2.3 ΘΕΜΑ 3.1 ΘΕΜΑ 3.2 ΘΕΜΑ 4 ΘΕΜΑ 5.1 ΘΕΜΑ 5.2. G(s)

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ/κών και Μηχ/κών Υπολογιστών, Ε.Μ.Π., Ακαδημαϊκό Έτος , 8ο Εξάμηνο. Ρομποτική II. Ευφυή και Επιδέξια Ρομποτικά Συστήματα

Έλεγχος Κίνησης

ΧΡΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΤΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

(είσοδος) (έξοδος) καθώς το τείνει στο.

Δυναμική Ηλεκτρικών Μηχανών

Ψηφιακός Έλεγχος. 10 η διάλεξη Ασκήσεις. Ψηφιακός Έλεγχος 1

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 13: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.1: ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ) 1ο σετ - Μέρος Β ΘΕΜΑ Β

Άσκηση: Ένα σύστηµα µε είσοδο u(t), έξοδο y(t) και διάνυσµα κατάστασης x(t) = (x 1 (t) x 2 (t)) T περιγράφεται από το ακόλουθο διάγραµµα:

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 11. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

website:

Βαθμολογία Προβλημάτων Θέμα (μέγιστος βαθμός) (βαθμός εξέτασης)

Στην περίπτωση που έχουμε δυο εισόδους (V 1 και V 2 ) στην είσοδο του τελεστικού ενισχυτή, όπως το παρακάτω σχήμα :

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου-Εργαστήριο

Σχεδίαση Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου με χρήση Αλγεβρικών Τεχνικών

Υποθέστε ότι ο ρυθμός ροής από ένα ακροφύσιο είναι γραμμική συνάρτηση της διαφοράς στάθμης στα δύο άκρα του ακροφυσίου.

Σφαίρα σε ράγες: Η συνάρτηση Lagrange. Ν. Παναγιωτίδης

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου ΙΙ Ασκήσεις Πράξης

Παράδειγμα 1. Δίνεται ο κάτωθι κλειστός βρόχος αρνητικής ανάδρασης με. Σχήμα 1. στο οποίο εφαρμόζουμε αρνητική ανάδραση κέρδους

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου & Ρυθμίσεως Μηχανών (h>p://courseware.mech.ntua.gr/ml23147/)

Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση

0,4 2 t (όλα τα μεγέθη στο S.I.). Η σύνθετη ταλάντωση περιγράφεται (στο

Λύσεις θεμάτων εξεταστικής περιόδου Ιανουαρίου Φεβρουαρίου 2015

Θεωρείστε το σύστηµα του ανεστραµµένου εκκρεµούς-οχήµατος του Σχ. 1 το οποίο περιγράφεται από το δυναµικό µοντέλο

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Διάλεξη 11

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Διάλεξη 4

M m l B r mglsin mlcos x ml 2 1) Να εισαχθεί το µοντέλο στο simulink ορίζοντας από πριν στο MATLAB τις µεταβλητές Μ,m,br

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ 1 ης ΤΑΞΗΣ (Κεφ. 18)

ΔΥΝΑΜΙΚΗ & ΕΛΕΓΧΟΣ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Λύσεις θεμάτων Α εξεταστικής περιόδου Χειμερινού εξαμήνου

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ και ΣΗΜΑΤΩΝ Σ.Δ. Φωτόπουλος 1/22

ΧΡΟΝΙΚΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΗ. Για την επίλυση χρονομεταβαλλόμενων προβλημάτων η διακριτοποίηση στο χώρο γίνεται με πεπερασμένα στοιχεία και είναι της μορφής:

Φυσική κατεύθυνσης Γ Λυκείου. MultiLog Pro

( ) = Ae + ω t + Be ω t ασταθές σημείο ισορροπίας ( ) = Asin( ωt) + Bcos( ωt) ευσταθής ισορροπία

Έλεγχος Κίνησης

Αριθμητική Ολοκλήρωση της Εξίσωσης Κίνησης

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

MATLAB. Εισαγωγή στο SIMULINK. Μονάδα Αυτόματης Ρύθμισης και Πληροφορικής

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

Σερβοκινητήρες πρόωσης σε συστήματα CNC

ΧΗΜΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ. Το τρίχωμα της τίγρης εμφανίζει ποικιλία χρωμάτων επειδή οι αντιδράσεις που γίνονται στα κύτταρα δεν καταλήγουν σε χημική ισορροπία.

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 8. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ, ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ, ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο. ΓΕΩΜΕΤΡΙΚOΣ ΤΟΠΟΣ ΤΩΝ PIZΩN ή ΤΟΠΟΣ ΕVANS

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΕ ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Ευστάθεια, Τύποι συστημάτων και Σφάλματα

Λύσεις Εξετάσεων Φεβρουαρίου Ακ. Έτους

Αυτόματος Έλεγχος. Ενότητα 4 η : Πρότυπα μεταβλητών κατάστασης. Παναγιώτης Σεφερλής. Εργαστήριο Δυναμικής Μηχανών Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών

Εισαγωγή στην Επιστήμη του Ηλεκτρολόγου Μηχανικού (και στην Τεχνολογία Υπολογιστών;)

x k Ax k Bu k y k Cx k Du k «άνυσµα καταστάσεων» «άνυσµα εισόδων»

Φίλτρα διέλευσης: (α) χαμηλών συχνοτήτων (β) υψηλών συχνοτήτων

1 f. d F D x m a D x m D x dt. 2 t. Όλες οι αποδείξεις στην Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου. Αποδείξεις. d t dt dt dt. 1. Απόδειξη της σχέσης.

Εξέταση στο Mάθηµα: "ΘΕΩΡΙΑ ΙΚΤΥΩΝ" (5 ο εξάµηνο)

ΕΛΕΓΧΟΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΡΟΣΑΡΜΟΣΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ (Process Identifications)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 9: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

e 5t (sin 5t)u(t)e st dt e st dt e 5t e j5t e st dt s j5 j10 (s + 5 j5)(s j5)

Αριθμητικές μέθοδοι σε ταλαντώσεις μηχανολογικών συστημάτων

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3/2/2016 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Συσχετιστικές Μνήμες Δίκτυο Hopfield. "Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα" (Διαφάνειες), Α. Λύκας, Παν. Ιωαννίνων

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Γ.Π. ΠΑΠΑΒΑΣΙΛΟΠΟΥΛΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 2

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ

ΣΗΜΕΙΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΓΡΑΜΜΙΚΟΠΟΙΗΣΗ. ΈΈστω ένα φυσικό σύστημα που περιγράφεται σε γενικευμένες συντεταγμένες από την Λαγκρανζιανή συνάρτηση

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Τμήμα Φυσικής Πτυχιακή εξέταση στη Μηχανική ΙI 20 Σεπτεμβρίου 2007

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. Διάλεξη 9

Παράδειγμα 14.2 Να βρεθεί ο μετασχηματισμός Laplace των συναρτήσεων

e jπt/t δ(t it) 1 T e jπft δ(f k T δ(t (i+ 1 2 )T) 1 T x((i+ 1 2 )T) = 1 x(t it) = i X( k 2T )δ(f k 2T ) 1 T

Transcript:

Άσκηση 3 Έλεγχος ανατροφοδότησης κατάστασης dc κινητήρα Έλεγχος ανατροφοδότησης κατάστασης Ένα γραμμικό χρονικά αμετάβλητο (LTI) σύστημα όπως γνωρίζουμε, μπορεί να περιγραφεί στο πεδίο του χρόνου μέσω του καταστατικού προτύπου = A + Bu y = C + Du όπου, u, y αποτελούν την κατάσταση, την είσοδο και την έξοδο του συστήματος αντίστοιχα. Η πρώτη από αυτές τις εξισώσεις ουσιαστικά μας δείχνει τον τρόπο που αλλάζει κατάσταση το σύστημα, ενώ η δεύτερη είναι ό,τι μετράμε, δηλαδή πώς «βλέπουμε» αυτήν την μεταβολή στην έξοδό μας. Για να βρεθούν οι καταστατικές εξισώσεις του συστήματος χρειαζόμαστε πρωταρχικά να ορίσουμε ένα διάνυσμα κατάστασης. Η κατάσταση του συστήματος ουσιαστικά είναι οι μεταβλητές, η γνώση των οποίων μπορεί να μας δώσει πλήρη περιγραφή για το εκάστοτε στιγμιότυπο του συστήματος. Η αλλαγή της δυναμικής του συστήματος έγκειται στην αλλαγή του πίνακα Α και πιο συγκεκριμένα των ιδιοτιμών του. Για να το επιτύχουμε αυτό χρησιμοποιούμε τον ελεγκτή ανατροφοδότησης κατάστασης του οποίου η αρχική μορφή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 1: Ελεγκτής ανατροφοδότησης κατάστασης Ο νόμος ελέγχου δίνεται από την εξής σχέση: ut Kt r() t Όπως γνωρίζουμε σε ένα LTI σύστημα σε μηδενική είσοδο το σημείο ισορροπίας του συστήματος είναι το e 0. Μηδενίζοντας το σήμα αναφοράς r(t) ο νόμος ελέγχου που προκύπτει καταφέρνει την επίτευξη ρύθμισης του συστήματος. Το πρόβλημα της ρύθμισης (regulation) ενός συστήματος στην γενική περίπτωση προσδιορίζεται ως η

δημιουργία ενός νόμου ελέγχου έτσι ώστε για μια τιμή της κατάστασης, αυτή η κατάσταση να μετατραπεί σε ευσταθή κατάσταση ισορροπίας του συστήματος. Άρα, στην περίπτωση ρύθμισης του συστήματος σε μια κατάσταση ελέγχου θα πάρει την εξής μορφή: * * u t K t t u t () t ο νόμος Πράγματι εισάγοντας τον παραπάνω νόμο ελέγχου στην πρώτη εκ των καταστατικών εξισώσεων του συστήματος έχουμε: A Bu A B u K ABK Bu BK * * * * Αλλά αφού το () t είναι σημείο ισορροπίας του συστήματος έχουμε: 0 A Bu * * * Συνεπώς το σφάλμα ομογενή διαφορική εξίσωση: * (το οποίο είναι διάνυσμα) διέπεται από την γραμμική σ = (Α ΒΚ)σ Άρα το σφάλμα θα συγκλίνει στο μηδέν, δηλαδή η κατάσταση θα συγκλίνει στην επιθυμητή τιμή. Για να μπορέσουμε να επιτύχουμε τον έλεγχο αυτό όμως θα πρέπει το σύστημα να είναι ελέγξιμο. Ελέγξιμο είναι ένα σύστημα όταν η τάξη του πίνακα Ε = [Β AΒ A Β A n 1 Β] είναι n (όπου n ο αριθμός των καταστάσεων του συστήματος). Στην περίπτωση αυτή πρακτικά σημαίνει ότι μπορούμε να βρούμε μια είσοδο ώστε το διάνυσμα της κατάστασης να μεταβεί σε μια επιθυμητή τιμή. Παρατηρήσιμο είναι ένα σύστημα του οποίου η τάξη του πίνακα O = [C CA CA CA n 1 ] T είναι n. Σε ένα παρατηρήσιμο σύστημα η κατάσταση μπορεί να εξαχθεί από την είσοδο και την έξοδο σε ένα πεπερασμένο χρονικό διάστημα. Η παρατηρησιμότητα είναι μια ιδιότητα που είναι απαραίτητη σε ένα σύστημα ώστε να μπορούμε να εφαρμόσουμε τον προαναφερθέν ελεγκτή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κατάσταση δεν είναι γνωστή, αλλά πρέπει να εξαχθεί με κάποιον τρόπο. Το σύστημα που χρησιμοποιούμε/υλοποιούμε ώστε να εξάγουμε εκτίμηση της κατάστασης ονομάζεται παρατηρητής, οι καταστατικές εξισώσεις του οποίου είναι: = A + Bu + L(y y ) y = C + Du Ο πίνακας L (στην γενική περίπτωση) είναι αυτός που ουσιαστικά μας επιτρέπει να επέμβουμε στο ρυθμό σύγκλισης της εκτιμώμενης κατάστασης στην πραγματική

κατάσταση. Έστω e το σφάλμα της πραγματικής κατάστασης από την εκτιμώμενη ως e =. Τότε θα έχουμε ότι: e = = A + Bu (A + Bu + L(y y )) = A( ) LC( ) e = (A LC)e Συνεπώς οι ιδιοτιμές του πίνακα A-LC πρέπει να έχουν αρνητικά πραγματικά μέρη έτσι ώστε η εκτίμηση του παρατηρητή να συγκλίνει στην πραγματική κατάσταση. Στη συνέχεια, θεωρώντας ότι (μιας και ), ο έλεγχος που περιγράφηκε προηγουμένως είναι πλέον εφαρμόσιμος. Καταστατικό μοντέλο DC κινητήρα Το σύστημα που θα μελετηθεί είναι ένας dc κινητήρας DR 300 της εταιρείας AMIRA. Οι διαφορικές εξισώσεις που περιγράφουν την δυναμική ενός dc κινητήρα δίνονται από τους παρακάτω τύπους: J b K i di L Ri V K dt t e d dt Ορίζοντας ως καταστάσεις τις 1, i και είσοδο u καταλήγουμε στις εξής καταστατικές εξισώσεις για το σύστημα: V τελικά

t 1 J J 1 1 Ke R y b K 0 u L J J 1 1 0 Για την συγκεκριμένη διάταξη, καθώς το προαναφερθέν καταστατικό μοντέλο δεν την περιγράφει επακριβώς, χρησιμοποιήθηκαν μέθοδοι αναγνώρισης συστήματος για την εξαγωγή ενός προσεγγιστικού μοντέλου. Έτσι το εν λόγω σύστημα προσσεγίστηκε με την εξής δευτεροβάθμια συνάρτηση μεταφοράς, έχοντας ως είσοδο την τάση V σε Volts και ως έξοδο την γωνιακή ταχύτητα ω σε krpm: Y( s) 1.865s 4.77 Gs () U s s s ( ) 16.49 15.49 Εφαρμογές Για την εκτέλεση του πειράματος, θα σας δωθούν κατά την διάρκεια του εργαστηρίου ένα template vi και ένα subvi το οποίο υλοποιεί τον παρατηρητή. 1. Αρχικά χρησιμοποιώντας την συνάρτηση μεταφοράς, εξάγετε τις καταστατικές εξισώσεις του συστήματος. Είναι το σύστημα ελέγξιμο; Είναι παρατηρήσιμο;. Δείτε αρχικά την απόκριση του συστήματος για βηματική είσοδο πλάτους A=1. Τι παρατηρείτε; Μεταβάλλετε το πλάτος της βηματικής σε Α=. Αποθηκεύστε τα δεδομένα [t,u,y] σε ένα tt αρχείο. Με βάση την συμπεριφορά που παρατηρήσατε, είναι το σύστημα γραμμικό; 3. Οδηγείστε το σύστημα με ένα ημίτονο u( t) Asin t όπου ω=1rad/sec και Α=1. Αποθηκεύστε τα δεδομένα [t,u,y] σε ένα tt αρχείο, και σημειώστε τις παρατηρήσεις σας στην απόκριση του συστήματος. 4. Χρησιμοποιήστε το subvi που σας δώθηκε για να κάνετε εκτίμηση των καταστάσεων του συστήματος. Τοποθετήστε τους πόλους του παρατηρητή στο διάστημα [-1,-5]. Τι παρατηρείτε στην λειτουργία του παρατηρητή; Γιατί συμβαίνει αυτό; Τι θα πρέπει να ληφθεί υπόψιν στην επιλογή των πόλων του παρατηρητή; Επιλέξτε κατάλληλους πόλους στον παρατηρήτη και εκτιμείστε την κατάσταση. Αποθηκεύστε τα δεδομένα [t, 1, ] σε αρχείο. 5. Κατασκευάστε ελεγκτή ανατροφοδότησης κατάστασης, χρησιμοποιώντας τον παρατηρητή. Θέστε τους πόλους του παρατηρητή (-30,-40) και τους επιθυμητούς πόλους του συστήματος (-5,-6). Για είσοδο βηματική πλάτους Α=, αποθηκεύστε τα δεδομένα [t,r,y] σε ένα tt αρχείο. Συγκρίνετε την συμπεριφορά του συστήματος σε

σχέση με το αρχικό. Χωρίς την περαιτέρω αλλαγή των πόλων του συστήματος, πως μπορείτε να βελτιώσετε τον ελεγκτή; 6. Για σήμα αναφοράς το ημίτονο του ερωτήματος 3, αποθηκεύστε τα δεδομένα [t,r,y] σε ένα tt αρχείο. Συγκρίνετε την συμπεριφορά του συστήματος σε σχέση με το αρχικό. Πετυχαίνουμε καλύτερη παρακολούθηση του σήματος εισόδου σε σχέση με το αρχικό σύστημα; Πως μπορεί να εξηγηθεί αυτό θεωρητικά;