Выбор весовых коэффициентов критерия оптимальности

Качество регулирования будем считать удовлетворительным, если такие характеристики системы, как время переходного процесса, перерегулирование, средняя квадратическая ошибка, остаются в заданных пределах. В этих условиях подходящим критерием оптимальности системы является квадратичный функционал (2.96) [14].

Слагаемое xT(t)Φx(t) оценивает отклонение фазовых координат от желаемых на всем интервале [ t0 , tf ].

Слагаемое uT(t)Ψu(t) оценивает стоимость управления. Это слагаемое часто называют мощностью управления.

Как отмечалось, основное затруднение при решении задач аналитического конструирования оптимальных регуляторов – выбор элементов весовых матриц Φ и Ψ в функционале (2.96), который определяет динамические свойства системы. Обычно матрицы Φ и Ψ назначаются диагональными. Найти явные аналитические зависимости между элементами матрицы P(t), а следовательно, динамическими свойствами системы, и весовыми матрицами невозможно. Поэтому при выборе элементов весовых матриц обычно используется метод последовательных приближений [12].

Один из возможных способов выбора весовых матриц Φ и Ψ преложили Брайсон и Хо Ю-ши [23]. Они рекомендуют брать их диагональными со следующими элементами: обратные элементы 1/φij матрицы Φ – произведениям (tf – t0) на максимально допустимые значения [xi(t)]2, обратные элементы 1/ψij матрицы Ψ – произведениям (tf – t0) на максимально допустимые значения [ui(t)]2.

Зададимся максимально допустимыми значениями xi и ui – 15 В. Получим:

Ψ = 0.001.

Матрицу усиления регулятора найдем, воспользовавшись функцией lqr пакета прикладных программ системы MatLab. Решение матричного уравнения Риккати:

Матрицу усиления регулятора:

Проведем моделирование системы с фильтром и регулятором в пакете Simulink системы MatLab.

Другое по теме:

Определение капиталовложений
Для каждого из сравниваемых вариантов определим весь комплекс сооружений и оборудования, обеспечивающий наиболее полную комплексно-механизированную переработку груза. Для механизированного тяжеловесных грузов предусматривают средства мех ...

Структура сигналов ТУ и ТС и назначение каждого элемента кода соответственно с заданием
В диспетчерской централизации системы «Нева» одна физическая цепь может быть использована для организации одного управляющего и трех известительных каналов. В управляющем канале применяются частоты 500, 600, 700 и 800 Гц, в известительных ...

Размеры тележечного участка
В зависимости от годовой программы ремонта вагонов выбирается площадь тележечного участка Sтел из [10, таб. 9], а высота соответственно к подъемно-транспортным средствам [10, таб. 10]. Приведенные значения площадей могут уточняться, в про ...