Видео-минимум по электронике (с сайта "Чип и Дип")

Основные сведение по электронике лучше не читать в книжках или слушать на скучных лекциях, а смотреть на видео:
Мультиметр DVM-830
Резисторы
Конденсаторы
Характеристики конденсаторов
Принцип действия диода
Транзисторный ключ
Полевые транзисторы
Как делают микросхемы

Про MATLAB

По договоренности, следующая лекция (и последующие, сколько понадобятся) будет посвящена более продвинутому использованию MATLAB.

Вопросы, которые предлагается обсудить:
- синтаксис языка программирования MATLAB,
- матричные вычисления,
- визуализация данных,
- обзор пакетов расширений (toolbox),
- обзор средств связи с другими программами (link)

Мы будем ориентироваться (но не повторять) на этот русскоязычный перевод вводного руководства по MATLAB:
http://www.mat.net.ua/mat/biblioteka/Matlab_.pdf

Также вы можете ознакомится с лекциями Герман-Галкин С.Г. Моделирование в мехатронике [doc, 7+ Mb]. От себя я могу сказать, что это хороший материал по моделированию силовой электроники, приводам и пакету SimPowerSystems. Из недостатков -- почти ничего про механику и нелинейные системы.

Лекция 8 (окончание). Нелинейное регулирование.

Нелинейное регулирование выхода или нелинейное следящее управление (nonlinear output regulation) -- это частный случай иммерсии систем управления, который позволяет решать множество практических задач. Из реализованных применений данного метода интересно отметить автоматическую посадку летательных аппаратов на палубу корабля при волнении моря, а также частотно регулируемый электропривод (стабилизация скорости вращения и положения ротора при идентифицируемых параметрах статора и ротора двигателя).

Презентация и раздаточный материал лекции.

Простейший пример нелинейного регулятора в Simulink, рассмотренный на лекции: RegTest.mdl

Дополнительные материалы по теме нелинейного регулирования систем:
http://www2.ece.ohio-state.edu/~serrani/research/presentations/NTNU05/lecture2.pdf
http://alexandria.tue.nl/repository/books/639981.pdf
http://www.dml.cz/bitstream/handle/10338.dmlcz/140018/Kybernetika_45-2009-3_5.pdf

Лекция 8. Иммерсия систем управления

Иммерсия систем управления -- это общий подход решения задач управления, для которого многие известные методы для нелинейных систем (например, стабилизация с помощью функций Ляпунова, нелинейное следящее управление и линеаризации посредством обратной связи) являются его частными случаями. Предлагаемая методология позволяет теоретически формулировать и рассматривать различные задачи управления (регулирование, стабилизация, робастное и адаптивное управление), а также решать их конструктивными численными методами.

Презентация и раздаточный материал лекции.

В качестве дополнительного материала рекомендую начать с этой статьи.
http://eprints.imperial.ac.uk/retrieve/2034/license.txt.pdf
Также рекомендую монографию "Nonlinear and adaptive control with applications" Alessandro Astolfi, Dimitris Karagiannis, Romeo Ortega, 2008
Информацию о частных методах нелинейного управления, которые обобщаются иммерсией (функций Ляпунова и линеаризации посредством обратной связи) можно найти в учебнике "Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы" Мирошник И.В., Питер, 2006

Задание на лабу №4

Предлагается построить модель в пространстве состояний простой механической системы (посредством SimMechanics или аналитически). Далее синтезировать линейную систему управления посредоством либо Simulink Design Optimization, либо с помощью линеаризации в точке и последующим применением методов линейной теории систем управления (размещение полюсов, линейный квадратичный регулятор и т.д.)
Для справки указаны литературные источники, где даны соответствующие модели механизмов в пространстве состояний.
Также приветствуется исследование других, не перечисленных ниже, механических систем.

Задания на курсовое проектирование

Предлагается разработать устройство на основе микроконтроллера согласно варианту задания. Предложенный функционал устройств может быть изменен с соответствующей нотификацией.
Приветствуется разработка самостоятельно выбранных устройств (все обсуждаемо).

Результатом проектирования является: функциональная или структурная схема устройства; принципиальная схема устройства; исходный код управляющей программы; комментарии по выбору микроконтроллера, элементов схемы и режимов их работы; краткое описание функционирования устройства и программы. Крайне желательно привести, по крайне мере, частично результаты моделирования работы устройства в любом пакете моделирования схем (например, Proteus). Также приветствуется разработка печатной платы и конструктива устройства.

Курсовой проект может быть выполнен в паре (в крайнем случае -- группой в 3 человека, тогда обязательным является разработка печатной платы).

Главные критерии оценки выполнения задания: реализация требуемых заданием функций, использование современных электронных компонентов. Оформление чертежей и других материалов по ГОСТ-у -- не требуется! В тексте программы желательны комментарии.
Рекомендуется сдача всех материалов в электронном виде.