Презентация и раздаточный материал к лекции, посвященной задаче регулирования выхода линейных систем. Рассмотрены базовые составляющие решения: иммерсия систем, принцип внутренней модели, инвариантное и притягивающее подпространство.
Эти методы предлагают более систематический подход к задаче управления по сравнению предложенными ранее конструктивными решениями для линейных систем: линейным квадратичным регулятором и размещением полюсов.
В следующий раз мы рассмотрим обобщение предложенных идей на нелинейные системы для решения задач локального и глобального регулирования выхода.
Для дополнительной информации рекомендую начать с материалов лекций из KTH Royal Institute of Technology и семинара по управлению в университете NTNU Trondheim, Norway:
http://www.math.kth.se/optsyst/grundutbildning/kurser/SF2842/ch7.pdf
http://www.eeci-institute.eu/pdf/M02/Handout_I.pdf
http://www2.ece.ohio-state.edu/~serrani/research/presentations/NTNU05/lecture1.pdf
воскресенье, 19 декабря 2010 г.
суббота, 18 декабря 2010 г.
Операционные системы для микроконтроллеров
Презентация по операционным системам реального времени для микроконтроллеров (RTOS).
RTOS.pptx
Рассмотрены только самые базовые понятия.
В качестве дополнительных материалов мы можете начать с:
http://www.chip-news.ru/archive/chipnews/200805/Article_07.pdf
http://www.icbase.com/hotic/html/docs/brstmtools0209.pdf
http://micrium.com/page/products/rtos/gui
ttp://lifeslice.narod.ru/preface.html
http://www.eltech.spb.ru/pdf/291.pdf
RTOS.pptx
Рассмотрены только самые базовые понятия.
В качестве дополнительных материалов мы можете начать с:
http://www.chip-news.ru/archive/chipnews/200805/Article_07.pdf
http://www.icbase.com/hotic/html/docs/brstmtools0209.pdf
http://micrium.com/page/products/rtos/gui
ttp://lifeslice.narod.ru/preface.html
http://www.eltech.spb.ru/pdf/291.pdf
пятница, 10 декабря 2010 г.
Консультация. Нелинейные системы. Набросок.
В следующий раз (т.е. уже в следующем семестре, однако материал будет появлятся тут в настоящее время) мы рассмотрим конструктивный подход к синтезу нелинейных регуляторов с использованием MATLAB, и протестируем результаты на некоторых практических системах из механики.
Еще две мысли:
Еще две мысли:
пятница, 3 декабря 2010 г.
Лекция 6. Идентификация систем.
В настоящей лекции рассмотрены вопросы идентификации динамических систем. Ниже только аннотация и ссылки.
четверг, 2 декабря 2010 г.
Задание на лабу 3 и пример решения.
1. Взять систему из предыдущих работ и построить ее модель в SimMechanics.
2. Получить по модели из SimMechanics средствами MATLAB ее аналитическое представление в пространстве состояний.
3. Положив, что не все состояния модели наблюдаемы, синтезировать наблюдатель.
4. Выполнить синтез системы управления с помощью Simulink Design Optimization
Пример решения.
2. Получить по модели из SimMechanics средствами MATLAB ее аналитическое представление в пространстве состояний.
3. Положив, что не все состояния модели наблюдаемы, синтезировать наблюдатель.
4. Выполнить синтез системы управления с помощью Simulink Design Optimization
Пример решения.
суббота, 20 ноября 2010 г.
Широтно-импульсная модуляция и управление
Решение задачи получения аналогового сигнала от микроконтроллера с применением ШИМ. Также рассмотрены регуляторы: релейный и ПИД.
Вот ссылка на проекты с практической: генерирование напряжения с помощью ШИМ, стабилизация выхода повышающего Step-Up конвертера с помощью пропорционального регулятора:
MCU_Lab4.rar
Вот ссылка на проекты с практической: генерирование напряжения с помощью ШИМ, стабилизация выхода повышающего Step-Up конвертера с помощью пропорционального регулятора:
MCU_Lab4.rar
пятница, 19 ноября 2010 г.
Лекция 5. Моделирование смешанных систем. Демонстрация
Тезисов или презентации к этой лекции нет. Только результаты и аннотация.
Рассматривается применение пакета SimMechanics для моделирования механических систем. Даны основы решения двух задач с помощью средств SimMechanics и Simulink:
- 3D анимация механических систем при моделировании,
- автоматическое получение линейных моделей механических систем в виде дифференциальных уравнений.
Архив со всем моделями для Simulink и скриптом команд для получения аналитической модели и синтеза регулятора:
Ctrl_Lec5_Matlab.rar
В архиве:
- Model0.mdl -- исходная модель системы,
- ModelSub.mdl -- объект управления отдельно,
- Lec5.m -- скрипт для генерации модели в пространстве состояний и синтеза регулятора,
- ModelAll.mdl -- тестирование модели SimMechanics и аналитической в пространстве состояний,
- ModelCtrl.mdl -- тестирование стабилизации с регулированием по обратной связи.
Чуть более подробное описание будет дано несколько позже вместе с заданием на лабораторную работу.
Рассматривается применение пакета SimMechanics для моделирования механических систем. Даны основы решения двух задач с помощью средств SimMechanics и Simulink:
- 3D анимация механических систем при моделировании,
- автоматическое получение линейных моделей механических систем в виде дифференциальных уравнений.
Архив со всем моделями для Simulink и скриптом команд для получения аналитической модели и синтеза регулятора:
Ctrl_Lec5_Matlab.rar
В архиве:
- Model0.mdl -- исходная модель системы,
- ModelSub.mdl -- объект управления отдельно,
- Lec5.m -- скрипт для генерации модели в пространстве состояний и синтеза регулятора,
- ModelAll.mdl -- тестирование модели SimMechanics и аналитической в пространстве состояний,
- ModelCtrl.mdl -- тестирование стабилизации с регулированием по обратной связи.
Чуть более подробное описание будет дано несколько позже вместе с заданием на лабораторную работу.
вторник, 16 ноября 2010 г.
О микроконтроллерах STM32
Уважаемые коллеги!
Вы можете обратить внимание на 32-х разрядные ARM микроконтроллеры STM32 на ядре Cortex-M3 производства компании STMicroelectronics:
http://www.dialelectrolux.ru/vendors/stmicroelectronics/st_mcu/st_mcu_stm32/index.html
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/micros/arm/cortex_arh/1_2.htm
Микроконтроллеры STM32 отличаются широкой линейкой различных чипов под соответствующие применения, наличием удачных и отсутствующих у других периферийных модулей (например ЦАП), и самое главное -- низкой ценой по сравнению с конкурентами (в среднем в 2 раза дешевле чем Atmel).
Вы можете ознакомиться с материалами технического семинара, проведенного специалистами STMicroelectronics в России.
Вы можете обратить внимание на 32-х разрядные ARM микроконтроллеры STM32 на ядре Cortex-M3 производства компании STMicroelectronics:
http://www.dialelectrolux.ru/vendors/stmicroelectronics/st_mcu/st_mcu_stm32/index.html
http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/micros/arm/cortex_arh/1_2.htm
Микроконтроллеры STM32 отличаются широкой линейкой различных чипов под соответствующие применения, наличием удачных и отсутствующих у других периферийных модулей (например ЦАП), и самое главное -- низкой ценой по сравнению с конкурентами (в среднем в 2 раза дешевле чем Atmel).
Вы можете ознакомиться с материалами технического семинара, проведенного специалистами STMicroelectronics в России.
пятница, 12 ноября 2010 г.
Лекция по АЦП. Дополнения.
Вот план-конспект лекции по АЦП -- в дополнение к материалу, выложенному ранее.
Так же вот для справки результат решения задачи, рассмотренной на практической по сабжу.
Так же вот для справки результат решения задачи, рассмотренной на практической по сабжу.
Лекция 5. Моделирование смешанных систем. Часть 1.
Уважаемые коллеги! Предлагаю вашему вниманию материал по моделированию смешанных систем в MATLAB средствами библиотеки Simscape и SimMechanics. Презентация и раздаточные листики.
Вот анимация модели маятника в SimMechanics, которая рассмотрена в презентации.
В качестве дополнительных материалов я крайне рекомендую посмотреть видео-презентации с сайта MathWorks -- каждая из них всего несколько минут и демонстрирует основные возможности SimMechanics:
1. Моделирование механизма поршня в SimMechanics:
http://www.mathworks.com/products/demos/simmechanics/piston/index.html
2. Моделирование узла промышленного конвейера:
http://www.mathworks.com/products/demos/simmechanics/conveyor/
3. Импортирование 3D-графики из CAD в SimMechanics
http://www.mathworks.com/products/demos/simmechanics/cadtranslation/
Также возможно вам будет интересна русскоязычная статья по SimMechanics, более подробно описывающая моделирование системы с несколькими степенями свободы:
http://exponenta.ru/educat/systemat/mahov/simmechanics.asp
Вот анимация модели маятника в SimMechanics, которая рассмотрена в презентации.
В качестве дополнительных материалов я крайне рекомендую посмотреть видео-презентации с сайта MathWorks -- каждая из них всего несколько минут и демонстрирует основные возможности SimMechanics:
1. Моделирование механизма поршня в SimMechanics:
http://www.mathworks.com/products/demos/simmechanics/piston/index.html
2. Моделирование узла промышленного конвейера:
http://www.mathworks.com/products/demos/simmechanics/conveyor/
3. Импортирование 3D-графики из CAD в SimMechanics
http://www.mathworks.com/products/demos/simmechanics/cadtranslation/
Также возможно вам будет интересна русскоязычная статья по SimMechanics, более подробно описывающая моделирование системы с несколькими степенями свободы:
http://exponenta.ru/educat/systemat/mahov/simmechanics.asp
понедельник, 8 ноября 2010 г.
Управляемость и наблюдаемость
Вот презентация и раздаточный материал лекции по управляемости линейных и нелинейных систем. Эта лекция была анонсирована, но не была озвучена.
Пожалуйста, ознакомьтесь с этим материалом. Мы еще раз вернемся к вопросам управляемости и наблюдаемости нелинейных систем с точки зрения их эквивалентности линейным.
Дополнительные материалы:
http://www.control.isy.liu.se/~torkel/ecsel/oh4ps/lin/gesy3_4.pdf
http://www.me.berkeley.edu/ME237/6_cont_obs.pdf
http://users.ictp.it/~pub_off/lectures/lns008/Jakubczyk/Jakubczyk.pdf
(русские ключевые слова: наблюдаемость, управляемость, операторная алгебра, теорема Калмана о полной управляемости, алгебра Ли, скобка Ли)
Пожалуйста, ознакомьтесь с этим материалом. Мы еще раз вернемся к вопросам управляемости и наблюдаемости нелинейных систем с точки зрения их эквивалентности линейным.
Дополнительные материалы:
http://www.control.isy.liu.se/~torkel/ecsel/oh4ps/lin/gesy3_4.pdf
http://www.me.berkeley.edu/ME237/6_cont_obs.pdf
http://users.ictp.it/~pub_off/lectures/lns008/Jakubczyk/Jakubczyk.pdf
(русские ключевые слова: наблюдаемость, управляемость, операторная алгебра, теорема Калмана о полной управляемости, алгебра Ли, скобка Ли)
среда, 3 ноября 2010 г.
Задание на лабу №2 и пример решения
Следующее задание по лабораторному практикому заключается в том, что вам предлагается выполнить синтез робастного регулятора методом размещения собственных чисел для системы из предыдущей работы.
Задание состоит в следующем:
- синтезировать пропорциональный регулятор по состоянию, который обеспечивает управление без перерегулирования и время реакции на единичный импульс не более 0.5 секунд,
- взять один параметр объекта управления (масса, жесткость, коэффициент демфирования) и в пределах отклонений на 25% от его значения убедиться в робастной устойчивости системы с обратной связью.
Рассмотрим решение на примере из предыдущего задания.
Задание состоит в следующем:
- синтезировать пропорциональный регулятор по состоянию, который обеспечивает управление без перерегулирования и время реакции на единичный импульс не более 0.5 секунд,
- взять один параметр объекта управления (масса, жесткость, коэффициент демфирования) и в пределах отклонений на 25% от его значения убедиться в робастной устойчивости системы с обратной связью.
Рассмотрим решение на примере из предыдущего задания.
четверг, 28 октября 2010 г.
Отрицание нелинейности -- часть 3.
Уважаемые коллеги!
Вот презентация и раздаточный материал к последней лекции по линейным робастным системам управления. Пожалуйста, ознакомьтесь с этим материалом. Он понадобится вам для выполнения следующей лабораторной работы.
В качестве дополнительных источников рекомендую воспользоваться следующими статьями:
http://www.mathworks.com/help/toolbox/control/ref/place.html
http://www.ece.rutgers.edu/~gajic/psfiles/poleplacement.pdf
http://lawww.epfl.ch/webdav/site/la/users/105941/public/KautskyNicholsDooren
(русские ключевые слова: размещение собственных чисел, назначение структуры собственных векторов, модальное управление)
Вот презентация и раздаточный материал к последней лекции по линейным робастным системам управления. Пожалуйста, ознакомьтесь с этим материалом. Он понадобится вам для выполнения следующей лабораторной работы.
В качестве дополнительных источников рекомендую воспользоваться следующими статьями:
http://www.mathworks.com/help/toolbox/control/ref/place.html
http://www.ece.rutgers.edu/~gajic/psfiles/poleplacement.pdf
http://lawww.epfl.ch/webdav/site/la/users/105941/public/KautskyNicholsDooren
(русские ключевые слова: размещение собственных чисел, назначение структуры собственных векторов, модальное управление)
суббота, 16 октября 2010 г.
Лекция 2. Отрицание нелинейности. Часть 2
Презентация по робастному управлению. Исправлены явные ошибки. Eще раз извиняюсь за недостаточный уровень начальной подготовки к этой лекции!
Также этот материал будет дополнен, ASAP :) Следите за обновлениями!
Также этот материал будет дополнен, ASAP :) Следите за обновлениями!
понедельник, 11 октября 2010 г.
суббота, 9 октября 2010 г.
Результаты по двум практическим
Просто для справки выкладываю свои решения проведенных практических работ по использованию таймера и UART: проекты для CodeVisionAVR и Proteus. Если какие-то вопросы по компиляции -- спрашивайте в коментах.
Файл!
Файл!
пятница, 8 октября 2010 г.
Лекция 3. Передача данных. Часть 1
Рассматривается важный вопрос применения микропроцессорных систем -- организация последовательного обмена данными. Самые основы.
пятница, 1 октября 2010 г.
Лекция 2. Окончание.
Небольшая лекция про таймеры и прерывания. Дополнительной инфы очень много, поэтому только мысли.
четверг, 30 сентября 2010 г.
Лекция 2. Отрицание нелинейности. Часть 1.
Главная мысль настоящей лекции: нелинейность может рассматриваться как неопределенность даже если коэффициент усиления объекта управления меняет знак в различных режимах работы. Насколько эффективно отрицание нелинейности -- зависит от спецификаций на качество управления (устойчивость/достижимость, время установления и перерегулирование). Есть примеры, где линейный регулятор обеспечивает оптимальность регулирования и масса обратных примеров, где не только не обеспечивается качество регулирования, но и даже устойчивость.
пятница, 17 сентября 2010 г.
среда, 15 сентября 2010 г.
воскресенье, 12 сентября 2010 г.
Задания на лабу
Предлагаю для решения на лабораторном занятии следующие задачи на составление моделей динамически систем. Все представленные системы линейны, с одним входом и выходом, первого или второго порядка.
Задание состоит в нескольких пунктах:
- Найти дифференциальное уравнение, связывающее вход и выход системы. При составлении дифференциальных уравнений системы, все необходимые параметры объектов считать известными и заданными. Динамику системы считать линейной.
- Задав необходимые параметры системы, составить модель объекта управления в среде Simulink.
- Реализовать пропорциональное управление объектом управления в среде Simulink.
- Сделать выводы по устойчивости и качеству регулирования.
Задание состоит в нескольких пунктах:
- Найти дифференциальное уравнение, связывающее вход и выход системы. При составлении дифференциальных уравнений системы, все необходимые параметры объектов считать известными и заданными. Динамику системы считать линейной.
- Задав необходимые параметры системы, составить модель объекта управления в среде Simulink.
- Реализовать пропорциональное управление объектом управления в среде Simulink.
- Сделать выводы по устойчивости и качеству регулирования.
Общая литература.
Подходящей книги, в которой бы были изложены все аспекты теории управления именно в таком ключе, в котом планируется дать в настоящем курсе, нет. Но отдельные материалы могут быть найдены в следующих рекомендуемых источниках.
суббота, 11 сентября 2010 г.
О курсе теории управления
Уважаемые коллеги!
В рамках подготовки по НИР для 5-го курса по понедельникам проводится экспериментальный курс с рабочим названием "Современная теория управления".
Теория управления является междисциплинарной научной областью знания, методы которой применяется как в технике, так и в социальных и естественных науках. Вы уже слушали курс ТАУ, который, в некотором смысле, является "классическим". Предлагаемые лекции продолжают его в совершенно ином стиле -- в "пост-классическом", где круг рассматриваемых задач намного шире, а для синтеза и анализа используются численные компьютерные методы.
В рамках этой дисциплины я попытаюсь дать интерпретацию некоторых последних концепций теории автоматического управления, уделив особое внимание следующим вопрсам:
- понимание нелинейных и линейных систем в едином ключе,
- практический анализ и синтез систем управления в среде MATLAB,
- интеллектуальное управление и адаптивные системы,
- микропроцессорная реализация систем управления.
Сложность моей роли состоит в том, что многие задачи практики ставят сложные теоретические вопросы, ответы на которые очень труды в техническом смысле и требуют понимания соответствующего математического аппарата. Однако, я попытаюсь всеми силами показать полезность и прозрачность многих математических конструкций, которыми оперирует современная теория управления, при этом не вдаваясь в технические подробности их построения (строгие доказательства, вывод формул и т.д.)
Материалы этого курса будут размещаться в этом блоге под меткой control
Надеюсь, что вы не будете разочарованы материалом данного курса и узнаете много нового и полезного для себя :)
Алексей
В рамках подготовки по НИР для 5-го курса по понедельникам проводится экспериментальный курс с рабочим названием "Современная теория управления".
Теория управления является междисциплинарной научной областью знания, методы которой применяется как в технике, так и в социальных и естественных науках. Вы уже слушали курс ТАУ, который, в некотором смысле, является "классическим". Предлагаемые лекции продолжают его в совершенно ином стиле -- в "пост-классическом", где круг рассматриваемых задач намного шире, а для синтеза и анализа используются численные компьютерные методы.
В рамках этой дисциплины я попытаюсь дать интерпретацию некоторых последних концепций теории автоматического управления, уделив особое внимание следующим вопрсам:
- понимание нелинейных и линейных систем в едином ключе,
- практический анализ и синтез систем управления в среде MATLAB,
- интеллектуальное управление и адаптивные системы,
- микропроцессорная реализация систем управления.
Сложность моей роли состоит в том, что многие задачи практики ставят сложные теоретические вопросы, ответы на которые очень труды в техническом смысле и требуют понимания соответствующего математического аппарата. Однако, я попытаюсь всеми силами показать полезность и прозрачность многих математических конструкций, которыми оперирует современная теория управления, при этом не вдаваясь в технические подробности их построения (строгие доказательства, вывод формул и т.д.)
Материалы этого курса будут размещаться в этом блоге под меткой control
Надеюсь, что вы не будете разочарованы материалом данного курса и узнаете много нового и полезного для себя :)
Алексей
четверг, 9 сентября 2010 г.
По поводу C
Для ознакомления с языком Си (без затрагивания его применения на микроконтроллерах) мы предлагаем вам установить компилятор и среду разработки Code::Blocks. Это популярное современное средство, основанное на компиляторе GCC, и являющееся бесплатным.
Сайт проекта:
http://www.codeblocks.org/
Ссылки на скачивание
http://prdownload.berlios.de/codeblocks/codeblocks-10.05mingw-setup.exe
В качестве литературы по C, я рекомендую найти и скачать книгу
Дейтел Х. М., Дейтел П. Дж., Как программировать на Си, Издательство Бином.
Также, возможно, вас заинтересует статья
http://translated.by/you/why-pascal-is-not-my-favorite-programming-language/into-ru/
Безусловно, вы можете пользоваться другими компиляторами и другими источниками литературы по усмотрению
Сайт проекта:
http://www.codeblocks.org/
Ссылки на скачивание
http://prdownload.berlios.de/codeblocks/codeblocks-10.05mingw-setup.exe
В качестве литературы по C, я рекомендую найти и скачать книгу
Дейтел Х. М., Дейтел П. Дж., Как программировать на Си, Издательство Бином.
Также, возможно, вас заинтересует статья
http://translated.by/you/why-pascal-is-not-my-favorite-programming-language/into-ru/
Безусловно, вы можете пользоваться другими компиляторами и другими источниками литературы по усмотрению
пятница, 3 сентября 2010 г.
Рекомендуемая литература.
К сожалению, одной целой книги, которая бы полностью содержала материал по всем вопросам курса нет. Поэтому для каждой лекции мы будем указывать список релевантных дополнительных материалов.
Однако, я могу порекомендовать следующие книги и ресурсы, которые, на мой взгляд, наиболее полно отражают наш подход.
Однако, я могу порекомендовать следующие книги и ресурсы, которые, на мой взгляд, наиболее полно отражают наш подход.
Планы лекций
Предлагаю вашему вниманию краткое содержание всех лекций курса. Это рабочий список, мы будем стараться следовать ему, но вполне возможны некоторые изменения вопросов, в зависимости от ваших пожеланий и наших объективных возможностей.
четверг, 2 сентября 2010 г.
Привет!
Уважаемые коллеги!
Этот блог создан для обмена информации по дисциплине "Микропроцессорная техника".
Мне выпала большая честь в стенах Политихнического университета поделиться с тем немногим, что известно мне и что, на мой взгляд, поможет вам сформировать целостное прагматичное мышление в области инженерии систем управления.
Этот курс является экспериментальным и поэтому мы просим поддержать нас отзывами, предложениями, а также всегда рады вопросам и обсуждениям по всему, что происходит на наших на лекциях и практических занятиях.
Общую координацию курса осуществляет:
Волков Андрей Николаевич, д.т.н., профессор.
Лекции и практические занятия будут вести:
Борисевич Алексей Валерьевич, к.т.н.
Смородов Андрей Владимирович, к.т.н.
Мой контактный емейл: alex.borysevych [at] gmail.com, также вы можете оставлять свои сообщения в комментариях к записям в этом блоге.
Искренне надеюсь на плодотворный и позитивный диалог!
Алексей
Этот блог создан для обмена информации по дисциплине "Микропроцессорная техника".
Мне выпала большая честь в стенах Политихнического университета поделиться с тем немногим, что известно мне и что, на мой взгляд, поможет вам сформировать целостное прагматичное мышление в области инженерии систем управления.
Этот курс является экспериментальным и поэтому мы просим поддержать нас отзывами, предложениями, а также всегда рады вопросам и обсуждениям по всему, что происходит на наших на лекциях и практических занятиях.
Общую координацию курса осуществляет:
Волков Андрей Николаевич, д.т.н., профессор.
Лекции и практические занятия будут вести:
Борисевич Алексей Валерьевич, к.т.н.
Смородов Андрей Владимирович, к.т.н.
Мой контактный емейл: alex.borysevych [at] gmail.com, также вы можете оставлять свои сообщения в комментариях к записям в этом блоге.
Искренне надеюсь на плодотворный и позитивный диалог!
Алексей
Подписаться на:
Сообщения (Atom)