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廣義系統(tǒng)研究-資料下載頁

2024-09-02 17:56本頁面

【導(dǎo)讀】系統(tǒng)、隱式系統(tǒng)及退化系統(tǒng)等。單輸入單輸出和多輸入多輸出等多種類型。其中,又以線性定常廣義系統(tǒng)為最基本的。穩(wěn)定性條件,并給出算例及仿真。求,自動控制理論由此跨進(jìn)到了現(xiàn)代控制理論領(lǐng)域,廣義系統(tǒng)逐漸進(jìn)入了人們的視野。四十多年前,研究電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)著名學(xué)者是羅森·布魯克。從此羅森·布魯克成為了此系統(tǒng)的奠基人。付出了極大的心血,由此在短時間內(nèi)獲得的研究成果十分巨大。分別為能控、能觀和穩(wěn)定。個領(lǐng)域的相似性,從而導(dǎo)致了廣義系統(tǒng)研究得到了前所未有的進(jìn)步。國國內(nèi)學(xué)者開始了接觸到了時滯廣義系統(tǒng)方面的問題,并取得重要成果。廣義系統(tǒng)的課題上,主要是研究其系統(tǒng)的魯棒問題和反饋上的。穩(wěn)定上,學(xué)者謝湘生和劉永清是其中的佼佼者。而在反饋控制方面,劉洪偉和謝湘生找到了具體控制器設(shè)計方法的。答案,此方法的基礎(chǔ)是線性矩陣不等式[5]。軍是研究線性和離散廣義系統(tǒng)上的領(lǐng)軍人物。其中這些系統(tǒng)包括了不確定的系統(tǒng)。

  

【正文】 his solver minimizes t subject to L(x) R(x) + t*I The best value of t should be negative for feasibility Iteration : Best value of t so far 1 Result: best value of t: fradius saturation: % of R = +001 tmin = xfeas = x = 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 22 頁 共 28 頁 y = K = 所以,可知系統(tǒng)狀態(tài)反饋控制器: ? ?0 .3 1 7 3 0 .9 4 8 4ux?? ( ) 進(jìn)一步,對給定的初始狀態(tài) (0)x ,可以調(diào)用 MATLAB 提供的 initial 函數(shù)得到閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)響應(yīng)曲線。 執(zhí)行以下的 M 文件: A=[0 。 20]。 B=[0 20]39。 K=[ ]。 sys=ss(A+B*K,eye(2),eye(2),eye(2))。 t=0::20。 x=initial(sys,[0。2],t)。 x1=[1 0]*x39。 subplot(2,1,1)。plot(t,x1)。grid xlabel(39。t (sec)39。)。ylabel(39。x139。) 得到: 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 23 頁 共 28 頁 圖 系統(tǒng)初始條件下的響應(yīng)曲線 由圖 ,加載狀態(tài)反饋控制器后曲線走勢逐漸穩(wěn)定。算例驗證成功。 輸出反饋控 制器仿真 設(shè)計一個輸出反饋控制器 u Fx? ,使得閉環(huán)系統(tǒng)漸進(jìn)穩(wěn)定。而且給定的初始狀態(tài)為: ? ?(0) 0 2 Tx ? ( ) 承接系統(tǒng) ( ) ,其中矩陣 310C ???????。 仿真得到閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài) 走勢圖。 通過執(zhí)行以下 M 文件: E=[ 0。0 0]。 A=[0 。 20]。B=[0 20]39。 C=[ 3。1 0]。 setlmis([])。 X=lmivar(1,[2 1])。 Y=lmivar(2,[1 2])。 lmiterm([1 1 1 X],A,1,39。s39。)。 lmiterm([1 1 1 Y],B,1,39。s39。)。 lmiterm([1 2 2 X],1,1)。 lmis=getlmis。 [tmin,xfeas]=feasp(lmis,[0,0,10,0,0],1) x=dec2mat(lmis,xfeas,X) y=dec2mat(lmis,xfeas,Y) F=y*inv(x) 運行結(jié)果為: Solver for LMI feasibility problems L(x) R(x) This solver minimizes t subject to L(x) R(x) + t*I The best value of t should be negative for feasibility Iteration : Best value of t so far 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 24 頁 共 28 頁 1 Result: best value of t: fradius saturation: % of R = +001 tmin = xfeas = x = y = F = 所以,系統(tǒng)輸出反饋控制器為: ? ?0 .6 6 0 5 5 .0 2 1 1uy? ( ) 進(jìn)一步,對給定的初始狀態(tài) (0)x , 可以調(diào)用 MATLAB 里的函數(shù) initial 得到閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)響應(yīng)曲線。 執(zhí)行以下的 M 文件: A=[0 。 20]。B=[0 20]39。 F=[ ]。 sys=ss(A+B*F*C,eye(2),eye(2),eye(2))。 t=0::20。 x=initial(sys,[0。2],t)。 x2=[1 0]*x39。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 25 頁 共 28 頁 subplot(2,1,1)。plot(t,x2)。grid 得到: 圖 系統(tǒng)初始條件下的響應(yīng)曲線 由圖 ,加載 狀態(tài)反饋控制器后曲線走勢逐漸穩(wěn)定。算例驗證成功。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 26 頁 共 28 頁 結(jié)束語 由于廣義系統(tǒng)與一般系統(tǒng)在本質(zhì)上并無太大差別,但是由于其廣泛的描述形式導(dǎo)致了廣義系統(tǒng)在現(xiàn)代社會中得到極大的應(yīng)用。其模型廣泛應(yīng)用到了現(xiàn)實生產(chǎn)生活中的各個行業(yè),所以研究廣義系統(tǒng)意義巨大。 廣義系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定問題之所以如此重要是由其區(qū)別于一般系統(tǒng)的特點決定。故本文淺顯的探討了廣義系統(tǒng)狀態(tài)和輸出反饋控制器設(shè)計。并且得出設(shè)計兩種控制器時的條件,特別強調(diào)是魯棒穩(wěn)定下的條件。并借助 MATLAB 仿真。 首章作為緒論主要粗略概述了研究廣 義系統(tǒng)的背景。以及研究此系統(tǒng)的積極意義。以及此課題在當(dāng)今世界上的研究概況和它的發(fā)展歷程。廣義系統(tǒng)的首次提出,以及早期研究此系統(tǒng)的先驅(qū)有哪些等等。第二章是為了下文做準(zhǔn)備的,粗略的概述了廣義系統(tǒng)的必要知識。包括基本模型、兩種反饋方式等。第三章圍繞系統(tǒng)魯棒穩(wěn)定性。主要是輸出反饋和狀態(tài)反饋下的魯棒穩(wěn)定問題。得出這兩種反饋下的魯棒穩(wěn)定的充要條件。第四章則是關(guān)于兩種控制器的具體設(shè)計的表述。給出了在 LMI 方法下,得出兩種控制器的設(shè)計方法。最后一章則是舉出一個具體驗證算例。使用 MATLAB 進(jìn)行算例仿。驗證控制器設(shè)計方法的有 效性和正確性。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 27 頁 共 28 頁 致 謝 進(jìn)入大四后,最重要的莫過于畢業(yè)設(shè)計。在確定自己的課題后,期初對自己選擇的課題幾乎沒有多少了解,但是通過翻閱相關(guān)資料、文獻(xiàn),終于對設(shè)計課題有了些許的了解。其間也請教了許多同學(xué)和老師有關(guān)本課題的問題。在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識,了解MATLAB 軟件的操作、寫論文和和裝訂成冊這幾個階段中,我在此十分感謝馮鈞老師的幫助和引導(dǎo)。馮鈞老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),為人熱情、樂于助人,尤其是馮老師的專業(yè)素養(yǎng)令人難以望其項背。正是由于在在馮鈞老師的悉心教誨和幫助下,我才得以較完整的完成了畢業(yè)設(shè)計。 對于本課題中要使用 的仿真軟件 MATLAB,由于大學(xué)課程里沒有涉及到系統(tǒng)的學(xué)習(xí),所以我開始自己在網(wǎng)上和圖書館里搜集相關(guān)的資料,向其他同學(xué)學(xué)習(xí)做畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)驗。同時也請教了張文老師。張文老師十分細(xì)心的教導(dǎo)我有關(guān) MATLAB 仿真軟件的具體使用方法。通在此也十分感謝張文老師的幫助和引導(dǎo)。通過學(xué)習(xí),我開始擴大了自己的知識面,即使是自己從前覺得十分陌生、深澀難懂的知識,也開始慢慢熟悉甚至掌握了。 總的來說,這次畢業(yè)設(shè)計的完成不僅僅是提高了自己設(shè)計能力,而且在各方面的能力都有提高。提高我在大量信息里提取自己所需要的信息的能力,讓自己更加的 了解了自動化這門專業(yè),讓我對自己所選專業(yè)更加有興趣。四年學(xué)習(xí)生活,得到的不僅是愈加豐富的知識,還有不斷開闊的眼界和學(xué)習(xí)和生活上的良師益友,讓我度過了一個充實、無悔和并將回憶終身的大學(xué)生活。 同樣的我更要感謝自己的爸爸媽媽對我整個設(shè)計過程時間中的關(guān)心和擔(dān)憂,是他們在背后的支持讓我能夠在遇到困難時堅持下來。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 第 28 頁 共 28 頁 參 考 文 獻(xiàn) [1] 魏菊梅 . 幾類廣義系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制 [D]. 河南:鄭州大學(xué), 2020 [2] 李春明,田學(xué)民 . 切換時滯廣義系統(tǒng)的保性能控制器設(shè)計 [J]. 北京:北京工業(yè)大學(xué)學(xué) 報, 2020, 38(12):18431847 [3] 王鑾,潘志同,王天成 . 廣義時變時滯系統(tǒng)的時滯相關(guān)穩(wěn)定準(zhǔn)則 [J]. 山東:魯東大學(xué)學(xué)報, 2020, 30(1):2124 [4] 賢鋒,馬合保 . 非線性廣義系統(tǒng)的 Lagrange 穩(wěn)定性 [J]. 福建:閩江學(xué)院學(xué)報, 2020, 33(5):6668 [5] 高在瑞 . 切換廣義系統(tǒng)的穩(wěn)定性與魯棒控制 [D]. 江蘇:江南大學(xué), 2020 [6] 胡壽松 . 自動控制原理 [M]. 北京:科學(xué)出版社, 2020 [7] 劉康志,姚郁 . 線性魯棒控制 [M]. 北京:科學(xué) 出版社, 2020 [8] 翁發(fā)祿 . 奇異系統(tǒng)分析與綜合方法及其在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)控制中的應(yīng)用 [D]. 浙江:浙江大學(xué), 2020 [9] Ali. “ Robust H∞ as counter measure for system instability”[C]. Conf, 2020, 37(2):2123 [10] 史國棟 . 基于 LMI 方法的廣義系統(tǒng)的穩(wěn)定性與保性能控制研究 [D]. 江蘇:南京理工大學(xué), 2020 [11] 魯仁全,蘇宏業(yè),薛安克,褚健 . 奇異系統(tǒng)的魯棒控制理論 [M]. 北京:科學(xué)出版社, 2020 [12] 陳躍鵬,周祖德 . 廣義系統(tǒng)的魯棒控制與容錯控制 [M]. 北京:科學(xué)出版社,2020 [13] 俞立 . 魯棒控制線性矩陣不等式處理方法 [M]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2020 [14] 李俠 . 廣義系統(tǒng)的有限時間穩(wěn)定與鎮(zhèn)定 [D]. 廣西大學(xué), 2020 [15] . LMI Control Toolbox for Use with MATLAB[J]. The Math Works User39。s Guide, 2020, 24(2):145154 [16] 宋葉志,賈東永 . MATLAB 數(shù)值分析與應(yīng)用 [M]. 北京:機械工業(yè)出社, 2020
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