اذهب إلى المحتوى

السؤال

نشر (معدل)

You are given a system with the transfer function:

Gs=s+4(s+1)(s+2)(s+5)

realized in cascade form as:

x=-5 1 0 0 -2 1 0 0 -1 x+0 0 1 u

y=-1 1 0 x

 

You are asked to design a state feedback controller and observer using MATLAB and SIMULINK through the following steps:

Prove that the given diagonal form is equivalent to the given transfer function (MATLAB)

Build the system and simulate it for initial conditions of 0.5 0 0 T(SIMULINK)

Check the controllability of the system (MATLAB)

Find per hand the desired 3 closed-loop poles corresponding to 1 second settling time and 10% overshoot.

Find the state-feedback gains to place the closed loop poles as desired and make sure that these gains are correct (MATLAB)

Modify the system by adding state-feedback control and simulate it for a unit step input without initial conditions (SIMULINK)

Make sure that the response corresponds to the requirements in step 4

Check the observability of the system (MATLAB)

Choose the desired locations of the observer poles

Find the observer gains to place its poles as desired and make sure these gains are correct (MATLAB)

Build the observer and run it (SIMULINK)

Feedback the state from the observer output and simulate (SIMULINK)

Make sure that simulation results for the controller and the observer are satisfactory

Build the extended (with Integral Control) system (MATLAB)

Check the controllability of the extended system (MATLAB)

Choose the desired location of the extended system closed-loop poles 

Find the gains that place the closed-loop poles as desired and make sure they are correct (MATLAB)

Build the extended system (with Integral Control and observer) and simulate it (SIMULINK)

Make sure that the simulation results for the extended system are satisfactory

file:///C:/Users/DELL/Documents/WhatsApp%20Image%202023-11-07%20at%2019.02.40_3be71035.jpg

تم التعديل في بواسطة Mustafa Suleiman
تعديل عنوان السؤال

Recommended Posts

  • 0
نشر

الأسئلة الإختبارية لا يتم حلها بشكل مباشر، ولكن يمكن مساعدتك بإرشادك لخطوات الحل:

والمطلوب هو تصميم نظام التحكم بالحالة والمراقب باستخدام MATLAB وSimulink، ويتم الأمر كالتالي:

1- إثبات التكافؤ في MATLAB

  • تبدأ بتعريف الدالة الانتقالية في MATLAB وتحويلها إلى تمثيل حالة المساحة الحالية.
  • تتحقق مما إذا كان تمثيل حالة المساحة يتطابق مع الشكل المعطى في السؤال.

2- محاكاة النظام في Simulink

  • تقوم بإنشاء نموذج Simulink باستخدام تمثيل حالة المساحة للنظام.
  • تعين الظروف الابتدائية على [0.5، 0، 0].
  • تشغل المحاكاة وتراقب استجابة النظام.

3- فحص إمكانية التحكم في MATLAB

  • تستخدم دالة "ctrb" في MATLAB لفحص إمكانية التحكم في النظام.

4- حساب أقطب الحلقة المغلقة المرغوبة

  • تقوم بحساب أقطب الحلقة المغلقة المرغوبة بناءً على وقت الاستقرار المرغوب وزيادة الانفراج المسموح بها.
  • يمكنك استخدام الصيغة المعروفة للأنظمة من الدرجة الثانية لحساب مواقع أقطب الحلقة المغلقة.

5- تصميم مراقب الحالة في MATLAB

  • تستخدم دالة "place" أو "acker" في MATLAB لحساب المكاسب المراقبة لوضع أقطب الحلقة المغلقة كما هو مرغوب.

6- محاكاة النظام المتحكم فيه في Simulink

  • تقوم بتعديل نموذج Simulink ليتضمن التحكم بالحالة.
  • تستخدم إشارة الخطوة وتشغل المحاكاة.

7- فحص إمكانية المراقبة في MATLAB

  • تستخدم دالة "obsv" في MATLAB لفحص إمكانية المراقبة للنظام.

8- اختيار أقطب المراقب المرغوبة

  • تختار مواقع أقطب المراقب المرغوبة، ويجب أن تكون مختلفة عن أقطب الحلقة المغلقة.

9- تصميم المراقب في MATLAB

  • تستخدم دالة "place" أو "acker" في MATLAB لحساب المكاسب المراقبة لوضع أقطب المراقب كما هو مرغوب.

10- محاكاة المراقب في Simulink

  • تضيف مراقبًا إلى نموذج Simulink وتشغله.
  • تربط الإشارة المقدرة من إخراج المراقب وتحاكي النظام.

11- بناء النظام الموسع مع التحكم التكاملي في MATLAB

  • تعدل تمثيل حالة المساحة للنظام ليتضمن مصطلح التحكم التكاملي.

12- فحص إمكانية النظام الموسع في MATLAB

  • تستخدم دالة "ctrb" لفحص إمكانية النظام الموسع.

13- اختيار مواقع أقطب الحلقة المغلقة للنظام الموسع

  • تقوم بحساب مواقع أقطب الحلقة المغلقة للنظام الموسع.

14- تصميم المكاسب للنظام الموسع في MATLAB

  • تستخدم الدوال المناسبة لحساب المكاسب التي تضع مواقع أقطب الحلقة المغلقة للنظام الموسع كما هو مرغوب.

15- محاكاة النظام الموسع في Simulink

  • تعدل نموذج Simulink ليتضمن التحكم التكاملي والمراقب، وتشغل النظام الموسع.

عليك واستخدام دوال MATLAB ومكونات Simulink المناسبة لكل مهمة وتحقق من النتائج في كل مرحلة.

انضم إلى النقاش

يمكنك أن تنشر الآن وتسجل لاحقًا. إذا كان لديك حساب، فسجل الدخول الآن لتنشر باسم حسابك.

زائر
أجب على هذا السؤال...

×   لقد أضفت محتوى بخط أو تنسيق مختلف.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   جرى استعادة المحتوى السابق..   امسح المحرر

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • إعلانات

  • تابعنا على



×
×
  • أضف...