Курсовая работа: Математическая модель в пространстве состояний линейного стационарного объекта управления
(12)
Введем остаточные
переменные в ограничения на управление
(13)
При объединении выражений
(12) и (13) получаем ограничений.
Начальный допустимый
базис состоит из остаточных и остаточных искусственных переменных
Формируем целевую функцию
(по второму методу выбора начального допустимого базиса)
(14)
б) Решение задачи
быстродействия
Предположим, что , где – оптимальное число шагов.
Так как значение нам неизвестно
(но известно точно), выбираем
некоторое начальное и решаем задачу
линейного программирования (12)-(14).
При этом
Общее число столбцов в
симплекс-таблице:
Число базисных переменных:
Сформируем строку. Имеем
Выразим из уравнения (12)
начальные базисные переменные
и подставим в целевую
функцию. Получим – строку
(15)
Решаем задачу (12) – (14)
симплекс-методом.
В случае,
если , – малое число
иначе
1) если увеличить и целое,рвернуться к первому
шагу формирования задачи линейного программирования;
2) если (не все управления будут
равны предельным, могут быть, в том числе нулевые)), , уменьшить , вернуться к первому шагу
формирования задачи линейного программирования.
Решения данной задачи
получено с помощью пакета Matlab
7.4 (скрипт SimplexMetod2.m):
Рис. 14. График фазовой координаты .
Рис. 15. График фазовой координаты .
Рис. 16. График .
Рис. 17. График оптимального управления .
Выводы: Сравнивая полученные результаты с
результатами полученными в ДЗ№2 по СУЛА, можно сделать вывод, что решения
совпадают, с точностью до .
3. Оптимальная L
– проблема моментов
3.1 Оптимальная L – проблема моментов в
пространстве «вход-выход»
Укороченная система
данного объекта имеет вид:
,
где:
;
;
;
;
;
.
Полюса укороченной
передаточной функции:
;
;
;
;
.
Заданы
начальные и конечные условия:
, , .
Для
определения начальных и конечных условий для воспользуемся
следующей формулой:
,
Где
матрица имеет следующий вид
,
где , .
ИПФ укороченной системы:
Составим фундаментальную
систему решений:
ФСР: .
Составим матрицу .
, где –
матрица Вронского
,
Тогда
.
Составим моментные
уравнения (связь между входом и выходом):
Моментные функции определяются
по следующей формуле
Составим моментные
функции:
Найдем моменты по
следующей формуле:
.
Числовое значение
найденных моментов:
Составим функционал
качества, который имеет следующий вид:
при условии, что :, т.е.
Выразим из данного
условия , тогда получим следующее
равенство:
.
Подставляя полученное
равенство в функционал и заменяя их
правыми частями получаем
Найдем частные производные
и приравняем их к нулю.
Решая полученную систему уравнений, определяем оптимальные значения
коэффициентов , а вычислим по формуле
.
Т.о. имеем:
Минимальная энергия:
Найдем управление по
следующей формуле:
Тогда оптимальное
управление
.
3.2 Оптимальная L – проблема
моментов в пространстве состояний
Система задана в виде:
Решение ДУ имеет вид:
, при имеем:
.
Составим моментные
уравнения:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 |