Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

DirectSD

Актуальность разработки этого пакета обусловлена тем, что, с одной стороны, большинство современных систем управления непрерывными объектами строится на основе цифровой техники и, с другой стороны, в настоящее время отсутствуют средства, предназначенные специально для автоматизации проектирования систем указанного класса.

Сложности в исследовании непрерывно-цифровых систем управления связаны с тем, что они являются гибридными по своей природе, объединяя непрерывные (аналоговые) и дискретные (цифровые) устройства. Это обстоятельство требует разработки специальных математических методов исследования, что является весьма нетривиальной задачей.

В настоящее время для практического синтеза цифровых алгоритмов управления непрерывными объектами используются три подхода:

· дискретизация непрерывного регулятора;

· синтез регулятора по дискретной модели системы;

· прямой синтез цифрового регулятора для непрерывной системы.

Первые два метода являются приближенными и имеют ограниченное применение. Наибольшее внимание в последние годы уделяется развитию методов прямого синтеза непрерывно-дискретных систем. Широко известные в англоязычной литературе метод " лифтинга " и родственный ему частотный метод " FR-оператора " используют переход в пространство состояний и построение эквивалентной дискретной системы для непрерывно-дискретной задачи. Эти методы не позволяют анализировать структуру регулятора и неприменимы для систем, включающих звенья чистого запаздывания.

От этих недостатков свободен метод параметрических передаточных функций (ППФ), который позволяет исследовать непрерывно-дискретные системы в частотной области без каких-либо упрощений и аппроксимаций. По этим причинам метод ППФ был выбран в качестве теоретической основы для разработки пакета DirectSD.

В то же время для реализации разработанных в методик анализа и синтеза использовались также методы линейной алгебры, теория полиномиальных уравнений и методы пространства состояний.

Пакет DirectSD позволяет решать следующие задачи анализа и синтеза для одноконтурных цифровых систем управления непрерывными объектами:

· Анализ цифровых систем управления непрерывными объектами при детерминированных и стохастических возмущениях с учетом их днамики в непрерывном времени.

· Синтез оптимальных цифровых алгоритмов восстановления зашумленных непрерывных сигналов.

· Синтез оптимальных алгоритмов управления непрерывными объектами при случайных возмущениях.

· Синтез оптимальных робастных непрерывно-цифровых систем по критерию минимума ассоциированной H _∞-нормы.

· Синтез оптимальных непрерывно-цифровых следящих систем.

· Синтез оптимальных непрерывно-цифровых систем с двумя степенями свободы.

· Синтез оптимальных систем с упреждающим входным сигналом (preview -управление).

· Синтез квазиоптимальных цифровых регуляторов пониженного порядка при модальных ограничениях.

Последней версией является версия 3.0, в которой значительно расширен круг решаемых задач анализа и синтеза непрерывно-дискретных систем управления, а также использованы более совершенные вычислительные алгоритмы. Необходимо отметить следующие особенности пакета, отличающиеся от предыдущих версий:

· В качестве базовой структуры использована так называемая стандартная импульсная система, что позволяет рассматривать широкий класс задач анализа и синтеза в рамках единой концепции.

· Существует возможность выполнять анализ и синтез систем с обобщенными экстраполяторами одного класса.

· Операции с полиномами и квазиполиномами реализованы с помощью объектно-ориентированных возможностей среды Matlab.

· При реализации вычислительных процедур использованы современные методы вычислительной математики, в том числе основанные на быстром преобразовании Фурье.

· Разработана справочная система в формате CHM, описывающая все функции пакета и содержащая примеры его использования в задачах исследования импульсных систем.

· Добавлено большое количество демонстрационных скриптов, иллюстрирующих основные приемы работы с пакетом.

Обеспечена совместимость с современной версией среды Matlab 7.0.