Projeto do controlador com método de posicionamento de pólos com determinado amortecimento e tempo de estabilização


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I deu os seguintes equações e pediu para conceber um controlador para usando um método de colocação do poste com o sistema de circuito fechado com o amortecimento e o tempo de estabilização T s dadas.u=KxTs

Devo usar as equações e ˙ x 2 ou elas são totalmente irrelevantes?x˙1x˙2

Além disso, qual método de posicionamento de pólo é mais fácil para o caso, locus de raiz ou gráficos de Bode e Nyquist?

x˙1=x2x˙2=x1+16x15x2+uu=Kxζ=1.02Ts=0.40

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x15

então, o processo seria linearizar e projetar o controlador?
spe4ker

x˙1=x˙2x˙1=x2

x2

Respostas:


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Passo 1

A primeira coisa a fazer é determinar os pólos desejados.

ω=4ζTsω=9.80392

s2+2ζsω+ω2s2+20s+96.116911.97068.02944

Passo 2

x˙=A.x+B.v
x=(x1x2)T   v=u+x156
A=(0111)     B=(01)

v=k.x

k=(01).(BA.B)1.(A2+20A+96.1169I)

k=(95.116919)

Passo 4

u

u+x156=95.1169x119x2
u=95.1169x119x2x156

Passo 5

Verificação. Temos que ver se o projeto atendeu aos requisitos. (Essas simulações foram feitas no Mathematica. Os cálculos acima também poderiam ter sido feitos lá. Passei por eles manualmente acima para explicar as coisas.) A partir do gráfico, vemos que a restrição de tempo de acomodação foi satisfeita.

insira a descrição da imagem aqui


Explicação muito detalhada. Eu entendo que o ponto principal foi partir da suposição de um comportamento de segunda ordem dominante e encontrar os pólos de loop fechado de s2 + 2ζsω + ω2 = 0. Se eu não tiver acesso ao mathematica ou ao matlab, posso calcular o tempo de estabilização com o e ^ ζswts olhando apenas para o gráfico padrão?
spe4ker

Além disso, se eu quisesse provar a estabilidade do sistema através do método da função lyapunov, como posso aproximar uma equação inicial?
spe4ker

x1564ζω

x˙=A.x+B.vv=K.x
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