Моделирование систем управления

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ПОСТРОЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА 6
2 ПОСТРОЕНИЕ ДИСКРЕТНОЙ МОДЕЛИ 7
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ 9
4 СИНТЕЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ОБЪЕКТА ДЛЯ СТОХАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ 12
5 ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ФИЛЬТРОМ КАЛМАНА. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ОЦЕНКАМ СОСТОЯНИЯ ПРИ ПОЛНОМ ИЗМЕРЕНИИ 17
6 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ НЕПОЛНОМ ИЗМЕРЕНИИ СОСТОЯНИЯ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИ-СТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ 28

Курсовой проект посвящен моделированию следящей системы управления в пространстве состояний при описании математической модели объекта системой линейных стохастических дифференциальных уравнений. Формирование управляющих воздействий в системе осуществляется методом аналитического конструирования оптимальных регуляторов при неполном измерении с использованием оценок состояния, полученных с помощью фильтров Калмана.
В настоящее время в рамках одного из этапов научно-технического прогресса широко внедряются информационно вычислительные системы, создаются и развиваются методы автоматического управления в технике, биологии, медицине, экономике и других видах деятельности. В современной теории автоматического управления доминирует концепция совмещенного синтеза систем управления, приемлемого для реализации на управляющих компьютерах.
Наиболее перспективными методами, позволяющими решать задачи совмещенного синтеза, являются методы, основанные на оптимизации квадратичных критериев, а использование прогнозирующих моделей и скользящего интервала времени позволяет существенно расширить воз-можности синтеза адаптивного управления.
Задача слежения является одной из основных в теории управления. Такие задачи возникают при переводе технологического процесса из одного режима в другой, управлении подвижными объектами при маневрировании и др. Единственным способом решения таких задач является имитационное моделирование, при котором возникает необходимость в численных методах.
При решении задач управления все чаще приходится иметь дело с объектами, математические модели которых описываются динамическими стохастическими системами, где возмущения, действующие на объект, рассматриваются как случайные величины. Кроме того, на практике информация о состоянии объекта чаще бывает неполной и искаженной случайными ошибками. В связи с этим актуальность приобретают вопросы статистического моделирования как универсального средства представления большинства сложных систем.
Исследуемые объекты и процессы, а соответственно и их модели, постоянно усложняются, поэтому при имитационном моделировании большое значение приобретают вопросы планирования, а также анализа и обработки данных экспериментов.
В настоящей работе для моделирования следящей системы управле-ния объектом используются возможности программного пакета MathCAD.

В настоящей работе построены непрерывная и дискретная математические модели объекта. Выполнено моделирование системы оптимального управления методом аналитического конструирования оптимальных регуляторов.
Построена стохастическая модель объекта и измерительного комплекса, выполнено моделирование управления по вектору измерений.
Построены оценки вектора состояния с помощью рекуррентного алгоритма статистической обработки типа фильтра Калмана, выполнено моделирование при полном и неполном наборе измеряемых компонент состояния объекта.
Все расчеты выполнены в программе MathCAD.

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП), без замечаний.