Лабораторная работа 4 ~~Оптимизация динамической системы по двум варьируемым параметрам с использова
Работа добавлена на сайт samzan.net:
абораторная работа №4
Кафедра Автоматики и процессов управления
Лабораторный практикум по курсу
“САПР ИП”
Лабораторная работа 4
“Оптимизация динамической системы
по двум варьируемым параметрам
с использованием временных критериев качества”
Вариант №
Выполнил(и)
Ст. гр.
Преподаватель
Пошехонов Л. Б.
СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2010
Вариант … (совпадает с л/р 1, 2, 3)
Цели работы №4:
- Освоение программного средства OptSys при параметрической оптимизации динамических систем по множеству варьируемых параметров (на примере типовой системы);
- Изучение трёхмерных многоэкстремальных поверхностей отклика динамических систем при оптимизации по двум варьируемым параметрам;
- Отображение и анализ траекторий поиска экстремума на трёхмерных поверхностях отклика.
- Сопоставление метода прямого перебора и целенаправленного поиска “наилучшей” динамической системы
Для выполнения лабораторной работы 4 требуется выполнить предыдущие работы 1, 2 и 3.
Работа выполняется с использованием пакета Matlab/Simmulink, дополненного специализированным ПС OptSys.
Исследуется динамическая система, аналогичная используемой в лабораторной работе 1, но отличающаяся оператором регулятора – звена 1. Используется ПИ-регулятор.
1. Оптимизация динамической системы
по времени регулирования tр
В исходной модели исследуемой системы удаляем интегрирующее звено! Астатизм системы обеспечим введением ПИ-регулятора. Модель системы имеет вид, показанный на рис.4.1.
Рис.4.1
Рисунок заменить на “свой”, с постоянными времени звеньев, соответствующими варианту задания!
Оператор регулятора W(s) = (τs+1)/Ts.
В программе OrtSys:
τ – 1-й параметр, T – 2-й параметр.
Функционал J = tр порождает многоэкстремальную поверхность отклика. Для определения местоположения глобального экстремума эта поверхность построена – рис. 4.2.
Рис. 4.2
Рисунок заменить на рассчитанный для “своего” варианта!
Примечания
Для достоверного построения многоэкстремальной поверхности требуется значительное число точек (3030 4040).
При отображении трёхмерных поверхностей может оказаться целесообразным использование логарифмического масштаба по оси функционала.
Для получения изображения в оттенках серого цвета воспользоваться возможностями IrfanView, позволяющего также менять контрастность и яркость рисунка.
Корректно выбрать диапазоны изменения варьируемых параметров (согласовать с преподавателем).
На рисунке показана траектория поиска глобального экстремума со стартовой точкой [… …] в области его притяжения.
ПФ регулятора оптимальной системы
Wopt(s)= … .
Переходный процесс изображен на рис. 4.3.
Рис. 4.3
Рисунок получен с использованием команд Fullscreen, Save to Clipboard.
Показатели качества оптимальной системы:
t1= … c, tр = … c , = … .
Получим 2-3 траектории, приводящие в локальные экстремумы. Траектории отображаются на поверхности отклика.
Примеры попадания в локальные экстремумы
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Поверхность и траектория представлены на рис.4.4.
Рис.4.4
Соответствующий этому локальному экстремуму переходный процесс представлен на рис.4.5.
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = … .
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Поверхность и траектория представлены на рис.4.6.
Соответствующий этому локальному экстремуму переходный процесс представлен на рис.4.7.
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Выводы по п. 1:
…
2. Оптимизация динамической системы
по перерегулированию σ
Устанавливаем функционал J = σ.
Назначаем стартовую точку, проводим оптимизацию.
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Строим поверхность отклика – рис.4.8.
Рис.4.8
Соответствующий экстремуму переходный процесс представлен на рис.4.9.
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Выводы по п. 2:
…
3. Оптимизация динамической системы
по времени первого согласования t1
Устанавливаем функционал J = t1.
Назначаем стартовую точку, проводим оптимизацию.
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Строим поверхность отклика – рис.4.10.
Рис.4.10
Соответствующий экстремуму переходный процесс представлен на рис.4.11.
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Выводы по п. 3:
…
4. Оптимизация динамической системы по одноэкстремальному
функционалу, сконструированному на основе прямых показателей качества
Используем функционал, который получен в результате выполнения лабораторной работы 3. После назначения (подбора) параметров (весов) функционала получаем
J =
Проводим оптимизацию системы по этому функционалу.
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Поверхность и траектория представлены на рис.4.12.
.
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Соответствующий этому локальному экстремуму переходный процесс представлен на рис.4.13.
Покажем, что оптимизация из разных стартовых точек приводит е одной оптимальной системе.
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Стартовая точка: [… …]
Оптимальные значения: [… …]
Показатели качества полученной системы:
t1= … c, tр = … c , = …
Выводы по п. 4:
…
Выводы по лабораторной работе:
…
2. ПОНЯТИЕ ПРЕДМЕТ И МЕТОДЫ МУНИЦИПАЛЬНОГО ПРАВА ПОНЯТИЕ МУНИЦИПАЛЬНОГО ПРАВА Среди множества отраслей р
3. Проектирование гидропривода стенки скрепера
4. Тема 8 Макроэкономическое равновесие- методы анализа 8
5. и взаимопомощи а также в медицинском пункте в следующей последовательности- срочный вывод пострадавш
6. Лекция 3 НОРМЫ И НОРМАТИВЫ ПО ТРУДУ 1
7. Первичное действие постоянного тока на ткани организма
8. Cffe Molinri Дом Cffe Molinri был основан в 1804 году
9. Тема 7 Принятие решений в менеджменте 7
10. Сопоставьте слово с его определением 10x1- djcent ~ ner or next to mplifier ~ n electricl device or piece of equipment tht mkes sounds or rdio signls louder
11. на тему Разработка проекта комплексной системы безопасности кассы пересчета коммерческого банка
12. Бухгалтерский финансовый учет 20
13. I века до нашей эры Эллинизм с точки зрения исторической науки это период в истории античных государств
14. Кубанский государственный университет Физикотехнический факультет Кафедра физики и информацио.
15. Электрический диполь
16. на тему Философия Джорджа Беркли Выполнил Пыцкая Анна Сергеевна Рецензен
17. Поэтому основу его составляют запоминающие элементы ~ триггеры
18. І.Б. студента Даниловський Вадим Леонідович Домашня адреса 284019 м.
19. Лесной пожар Ф
20. Представительская продукция