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

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.

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.

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.

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

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)

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.