Lejtn guruló golyó nemlineáris irányítása

Hasonló dokumentumok
Mobilis robotok irányítása

Fizika és 6. Előadás

Merev testek kinematikája

Robotirányítási rendszer szimulációja SimMechanics környezetben

Mozgás centrális erőtérben

A mintavételes Smith prediktor

Elektromos zajok. Átlagérték Időben változó jel átlagértéke alatt a jel idő szerinti integráljának és a közben eltelt időnek a hányadosát értik:

3.1. Példa: Szabad csillapítatlan rezgőrendszer. Adott: A 2a hosszúságú, súlytalan, merev

Ipari kemencék PID irányítása


Segédlet a Tengely gördülő-csapágyazása feladathoz

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Mechanizmusok vegyes dinamikájának elemzése

1.4. Mintapéldák. Vs r. (Használhatjuk azt a közelítő egyenlőséget, hogy 8π 25.)

Egy mozgástani feladat

Síkbeli polárkoordináta-rendszerben a test helyvektora, sebessége és gyorsulása általános esetben: r = r er

DFTH november

,...,q 3N és 3N impulzuskoordinátával: p 1,

FOKOZAT NÉLKÜLI KAPCSOLT BOLYGÓMŰVES

Az éjszakai rovarok repüléséről

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

IT jelű DC/DC kapcsolóüzemű tápegységcsalád

Elektrokémia 02. (Biologia BSc )

Elektrokémia 03. (Biologia BSc )

Segédlet a menetes orsó - anya feladathoz Összeállította: Dr. Kamondi László egyetemi docens, tárgyelőadó Tóbis Zsolt tanszéki mérnök, feladat felelős

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

1. ábra. r v. 2. ábra A soros RL-kör fázorábrái (feszültség-, impedancia- és teljesítmény-) =tg ϕ. Ez a meredekség. r

Mechanika I-II. Példatár

v i = v i V. (1) m i m i (v i V) = i P = i m i V = m i v i i A V = P M

Numerikus módszerek. A. Egyenletek gyökeinek numerikus meghatározása

10. előadás: Vonalas létesítmény tegelyvonalának kitűzése. (Egyenes, körív, átmeneti ív) *

d(f(x), f(y)) q d(x, y), ahol 0 q < 1.

Egyenáramú szervomotor modellezése

q=h(termékek) H(Kiindulási anyagok) (állandó p-n) q=u(termékek) U(Kiindulási anyagok) (állandó V-n)

felületi divergencia V n (2) V n (1), térfogati töltéseloszlás esetében

Az EM tér energiája és impulzusa kovariáns alakban. P t

PID szabályozó tervezése frekvenciatartományban

MECHANIKA I. rész: Szilárd testek mechanikája

IDA ELŐADÁS I. Bolgár Bence október 17.




Ötvözetek mágneses tulajdonságú fázisainak vizsgálata a hiperbolikus modell alkalmazásával

Az entrópia statisztikus értelmezése

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Philosophiae Doctores. A sorozatban megjelent kötetek listája a kötet végén található

Szervomotor pozíciószabályozása

Szárítás során kialakuló hővezetés számítása Excel VBA makróval

Hajlított tartó elmozdulásmez jének meghatározása Ritz-módszerrel

Oktatási Hivatal. A döntő feladatai. 1. Feladat Egy kifejezést a következő képlettel definiálunk: ahol [ 2008;2008]

A piaci (egytényezős) modellek és portfóliók képzése

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Oktatási Hivatal. A döntő feladatainak megoldása. 1. Feladat Egy kifejezést a következő képlettel definiálunk: ahol [ 2008;2008]

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

A brachistochron probléma megoldása

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2017/2018-as tanév 1. forduló Haladók III. kategória

Merev test mozgása. A merev test kinematikájának alapjai

Mérnöki alapok 11. előadás

IV.2 Az elektrosztatika alaptörvényei felületi töltéseloszlás esetén

1. Holtids folyamatok szabályozása

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Szélessávú hálózatokbeli hívások jelzésrendszerének teljesítményelemzése, modellezése és optimalizálása

Hipotézis vizsgálatok. Egy példa. Hipotézisek. A megfigyelt változó eloszlása Kérdés: Hatásos a lázcsillapító gyógyszer?

Egy negyedrendű rekurzív sorozatcsaládról

Modern Fizika Labor Fizika BSC

Szerelési útmutató FKC-1 síkkollektor tetőre történő felszerelése Junkers szolár rendszerek számára

Gömb illesztés. Korszerű matematikai módszerek a geodéziában

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

Differenciaegyenletek

Lencsék fókusztávolságának meghatározása

A hőátbocsátási tényező meghatározása az MSZ :1991 szerint R I R= II. λ be R R + R [%], 4 [%], 3. ibe RI =

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

Mérnöki alapok 2. előadás

a domború tükörrıl az optikai tengellyel párhuzamosan úgy verıdnek vissza, meghosszabbítása

January 16, ψ( r, t) ψ( r, t) = 1 (1) ( ψ ( r,

9. Írjuk fel annak a síknak az egyenletét, amely átmegy az M 0(1, 2, 3) ponton és. egyenessel;

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

Portfóliók képzése és a portfólió értékelés mértékei. A portfóliókockázat. elemzése. Az arbitrázs-értékelés modellje és alkalmazása.

A csoport. Statika ZH feladat. Határozza meg az erőrendszer nyomatékát a F pontra! a = 3 m b = 4 m c = 4 m

Statisztikai próbák. Ugyanazon problémára sokszor megvan mindkét eljárás.

Mérnöki alapok 10. előadás

Mechanika. Kinematika

Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi kar. Nagy szögfelbontású optikai csillagászat földi távcsövekkel

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)



1. tétel. 1. Egy derékszögű háromszög egyik szöge 50, a szög melletti befogója 7 cm. Mekkora a háromszög átfogója? (4 pont)

Nehézségi gyorsulás mérése megfordítható ingával


Fizika labor zh szept. 29.

24 műhold (6 pályasíkban 4-4) & % ( )M * 26600km. T m. # 3870 m v m "1.29 #10 $5. # 460 m T a s

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

Tornyai Sándor Fizikaverseny Megoldások 1

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A robusztos PID szabályozó tervezése

Frekvenciaváltós aszinkron motorok elektromágneses eredetű rezgéseinek vizsgálata

Átírás:

Lejtn guuló golyó nemlneás ányítása. A gyakolat célja Lyapunov technkákon alapuló szaályozótevezés mószeek elsajátítása, alkalmazása a lejt-golyó enszee. A nemlneás szaályozás ensze vzsgálata szmulácókkal. Az s-függvények technkájának megsmeése.. Elmélet evezet. A lejtn guuló golyó namkus moellje A lejtn guuló golyó, mnt ányított ensze egy vezéelhet lésszög lejtl és egy ajta szaaon guuló golyóól áll. vel az egyeül eavatkozó a enszee a lejt lésszögének szaályozását végz moto és a ensze szaaságfoka a lésszög és a golyó pozícója a lejtn, a mechanka ensze alulányított. Az ányítás felaat: a golyót a lejt egy aott pontjáa szaályozn, vagy azt elén, hogy a golyó egy ele megaott pályát kövessen a lejtn pl. egy sznuszos pályát. zonyították, hogy a lejtn guuló golyó ányításának polémája ekvvalens a klasszkus longtunáls helkopte moelljének ányításával, ezét ennek a enszenek a tanulmányozása és ányításának kéése kemelke jelentség. Az ányításhoz feltételezzük, hogy a lejt lésszöge valamnt szögseessége, a golyó pozícója és seessége méhet. ogó τ golyó u lejt. áa. Lejtn guuló golyó moellje elölje a lejt szögelfoulását, a lejt fogástengelyée vonatkozó tehetetlenség nyomatékát, a golyó tömegét, R a golyó sugaát, a golyónak a középpontjáa vonatkozó tehetetlenség nyomatékát és a golyó távolságát a lejt tengelyétl. Ha a golyó csúszásmentesen göül, akko a golyó seessége és a göül

golyó ω szögseessége között fennáll: Rω ω / R. elölje a golyó tömegét, akko a golyó potencáls enegája: P g sn A knetkus enega tö komponensl áll. A fogó lejt knetkus enegája /. A nem göül, e a lejtvel együtt fogó golyó knetkus enegája /, ahol a golyó középpontjáa vonatkozó tehetetlenség nyomaték. A göül golyó knetkus enegája / R /, a tömegpont seességének hatása /. A teljes knetkus enega: R. A lejtn guuló golyó namkus moelljének meghatáozásáa az Lagangeegyenleteket fogjuk használn. t q q P q τ,,, n. Általánosított koonátákként választható q. A Lagangeegyenleten szeepl q,, t q q T T q, q :, eválások eeménye a következk: t R P g sn t P g cos R R Ezek felhasználásával a következ mozgásegyenleteket kapjuk:

. cos sn τ g P t g R P t 5 Ha eavatkozó jelnek az cos : g u 6 szöggyosulást választjuk, akko a ensze nemlneás namkus moellje az T,,, állapotválasztás és / / R jelölés mellett. sn u g t 7.. A móosított moell az ányításhoz és moell alapú ányítás A lejtn guuló golyót leíó moell nemlneás, ezét temészetes megközelítés az ányítás kolgozásáa a vsszacsatolásos lneazálás technkája lehetne. Azonan a moellen megjelen centfugáls tag matt a ensze elatív fokszáma nem jól efnált, a technka nem alkalmazható. A aco lneazáláson alapuló appomálás csak egy jól efnált munkapont köül ztosíthat kelégít szaályozást, pályakövetése nem alkalmazható. Ahhoz, hogy pályakövetést s megvalósítan képes ányítás algotmust olgozzunk k, a 7 kfejezéssel leít moellt íjuk fel az alá alakan: τ 8 ahol: cos sn g g 9

küls nem méhet zajt vagy atívmoellezés hát jelöl. Feltételezzük, hogy a zaj kolátos: <D. Vegyük észe, hogy alulól kolátos, vagys > m, ahol m /. A és paaméteek en változóak, függnek -tl, a golyó pozícójától. De aan az eseten, amko a golyó tömege nem túlzottan nagy, és a golyó nem távolok el túlságosan a lejt középpontjától, ezeket a paaméteeket kezelhetjük kváz-konstans paaméteként, és ecslésüke használhatunk stana on-lne ecslés algotmusokat. áskülönen és, mnt nemlneás függvény, megközelíthet egysze egy kmenet, egy emenet stuktúájú neuáls hálózattal, mnt pélául RF hálóval, amelyeknek emenete. Az ányítás algotmus kolgozásához vezessük e az alá összetett seesség és pozícóhát: α α λ λ ahol,, >, kolátos, kétsze ffeencálható elít pálya. Az els tag a golyó szaályozás hája, a mások tag a lejt túlságosan nagy lésszögét üntet annak éekéen, hogy elkeüljük a lejt nagy ampltúójú oszcllácóját, am aká nstaltáshoz s vezethet. Temészetesen az ányítás eeményeként nem váhatjuk el, hogy, amko t, mvel a golyó mozgása feltételez, hogy a mások tag sohasem lesz. Defnáljuk az eléhet pontosságot vel és vezessük e az alá függvényt -sat/, ahol sat a jól smet telítés függvényt jelöl. Amennyen az ányítás tövény gaantálja, hogy, aan az eseten konvegál a hatáéteg elsejée. önnyen elátható, hogy kelégít az alá összefüggéseket: ha > Φ ; máskülönen sat / Φ f > Φ Defnáljuk az alá Lyapunov függvényt: V Amennyen a zaj hatását elhanyagoljuk a moelll a Lyapunov függvény eváltját az alá móon íhatjuk fel: V α λ τ λ Válasszuk az ányítás tövényt: u α λ λ

ahol >. Az ányítás tövény ztosítja, hogy V <, ha, tehát gaantálja konvegencáját a hatáéteg elsejée.. A méés menete Felaat: Legyen a mélegkaon guuló golyó ensze, amelyet a 7 és 6 összefüggésen megaott moellel íhatunk le. A moell paamétee:.5 kg; R. m;. kgm ; E-6 kgm ; g 9.8 m/s ; Valósítsuk meg a ensze nemlneás szaályozását úgy, hogy az alapjel egy.5 Hz fekvencájú,. m ampltúójú sznuszos jel legyen.. A 7 és 6 -an megaott moellt és a összefüggésen megaott szaályozót s- functon fomájáan építjük fel. Az s függvény általános fomája: functon [sys, ] moelt,, u, flag f sys %Intalzaton sys [, % nume of contnuous states, % nume of scete states, % nume of outputs, % nume of nputs, % eseve must e zeo ]; % ect feethough flag []; f flag sys elsef flag sys elsef flag sys else sys[]; en % output equaton % moel constants % contnous states Egy s függvény emenete az t a ensze állapota, a ensze emenete u és egy kapcsoló flag amely az s függvény állapotát aja meg. A vsszateítés éték sys a kapcsoló étékétl függ. Ha a kapcsoló étéke akko a ensze menzót és kez állapotat ajuk meg. Az sys utolsó paamétee, ha a emenet hatása egyenes úton jelentkezk a kmeneten statkus elemek s vannak a enszeen Ha a kapcsoló étéke, akko a ensze folytonos állapotanak változását kell vsszatéíten /t

Ha a kapcsoló étéke, akko a ensze szkét állapotanak változását kell vsszatéíten k Ha a kapcsoló étéke, akko a ensze kmenetet kell vsszatéíten y Alkalmazás a mélegka-golyó felaata: A moell esetén a enszenek állapota van, a kmenete peg az állapotok, a enszenek egy emente van. ezet állapotnak a kezpozícója a enszenek legyen, az összes tö kezállapot peg nulla. A enszenek a folytonos állapotanak változását a 6, 7 összefüggés aja, mntavételes állapota peg nncsenek. A szaályozás algotmus esetén a enszenek 7 emenete az elít pozícó, seesség és gyosulás valamnt a ensze vsszamét állapota és két kmenete van a eavatkozó jel és az összetett hametka. A szaályozónak nncs folytonos, sem szkét namkus állapota, a ementek és a kmenet között statkus leképzés van. A eavatkozó jel számítását a és összefüggés aja. A szaályozó paaméteet válasszuk: λ ; λ ; α ; ;. észítsük el a ensze mulnk moelljét a Áa alapján.. Áa: A szaályozás ensze mulnk moellje. Az eemények kétékelése: A Áa alapján fgyeljük a ensze elít vselkeését és valós vselkeését. - Fgyeljük meg az összefüggést a lejt lésszöge és a eavatkozó jel között. - Hogyan efolyásolja a s esítés étéke a szaályozás tanzenset - Hogyan efolyásolják a λ, λ paaméteek a szaályozás tanzenset - Vzsgáljuk a szaályozás ousztosságát: óosítsuk a golyó tömegét a enszemoellen. Hogyan változk meg a szaályozás mnsége nehezelletve könnye golyóval

. éések és felaatok. óosítsuk úgy a mulnk moellt, hogy a szaályozót és a folyamatot egy s- függvényen valósítsuk meg.. Hogyan valósítaná meg C pogamozás nyelven a nemlneás ányítás algotmust?. Alkalmazható-e a emutatott ányítás algotmus az nvez nga nemlneás megolásáa?