ฉันกำลังสร้างเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วซึ่งฟังก์ชั่นการถ่ายโอนที่ฉันต้องค้นหาเพื่อการควบคุมเพิ่มเติม เรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วสามารถพบได้ในต่อไปนี้

อย่างที่คุณเห็นเรือ hovercraft มีมอเตอร์ 2 ตัวสำหรับนำทาง ฉันได้รับคำแนะนำให้ใช้ขั้นตอนกับระบบผ่านมอเตอร์ทิศทางและกำหนดฟังก์ชั่นการถ่ายโอนจาก stepresponse สำหรับคำถามหลายข้อนี้อยู่ในใจของฉัน:

ก้าวหนึ่งบนมอเตอร์หมายถึงตัวอย่างเช่น 5V บนมอเตอร์?

ouput ของฟังก์ชั่นการถ่ายโอนควรเป็นตัวแทนอะไร? (ฉันควรตรวจสอบความเร็วความเร่งตำแหน่งหลังจาก x วินาทีหรือไม่)

ด้วยความเคารพ

transfer-function

— Emil Møller Ringgaard
แหล่งที่มา

หากคุณต้องการกำหนดฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของระบบโดยใช้การตอบสนองขั้นตอนคุณจะต้องตัดสินใจล่วงหน้าว่าจะใช้โมเดลแบบไดนามิกชนิดใดที่คุณคาดหวังว่าระบบของคุณจะมี หากคุณกำลังมองหาฟังก์ชั่นการถ่ายโอนนั่นหมายความว่าคุณคิดว่าระบบของคุณเป็นแบบเส้นตรงดังนั้นให้เริ่มพิจารณาแบบจำลองเชิงเส้นที่เหมาะกับกรณีของคุณ

เมื่อคุณตัดสินใจเลือกโมเดลให้รับฟังก์ชั่นการถ่ายโอน ใช้การตอบสนองแบบขั้นตอนและใช้คุณสมบัติการตอบสนอง (เช่นค่าคงที่เวลา, ความถี่ธรรมชาติ, ค่าสถานะคงที่, หรืออื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับแบบจำลองของคุณ) เพื่อแก้ไขพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักของฟังก์ชันถ่ายโอนแบบจำลอง

ตัวอย่าง

สมมติว่าเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วของคุณมีแรงสองอย่างที่ทำหน้าที่: แรงจากมอเตอร์และแรงเนื่องจากแรงเสียดทาน / แรงลาก ในกรณีนี้คุณสามารถประมาณพลวัตโดยใช้โมเดลเชิงเส้นแบบคลาสสิกแบบอิสระ - แบบเดียวดังนี้:

$m\dot{v} = K_m u(t) - bv$

เมื่อคือความเร็วของเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วคือการเร่งความเร็วและคือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์ พารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักของระบบคือ: (มวลของเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็ว), (การแปลงระหว่างแรงดันมอเตอร์ที่ใช้และแรงผลักดันที่ใช้), และ (ค่าสัมประสิทธิ์การลาก / แรงเสียดทาน) คุณควรสามารถระบุโดยการชั่งน้ำหนักเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วของคุณ นั่นทำให้ไม่ทราบและ $v$ $\dot{v}$ $u$ $m$ $K_m$ $b$ $m$ $K_m$ $b$

คุณสามารถรับฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของโมเดลโดยใช้การแปลง Laplace:

$sV(s) = K_m U(s) - bV(s)$

$\frac{V(s)}{U(s)} = \frac{K_m}{ms + b} = \frac{K_m/b}{(m/b) s + 1}$

ตอนนี้คุณสามารถระบุพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันโดยการวัดความเร็วของเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วเมื่อคุณใช้ฟังก์ชั่นขั้นตอนกับอินพุต ฟังก์ชันขั้นตอนสามารถมีค่าใด ๆ แต่คุณต้องการให้มีขนาดใหญ่พอที่ความเร็วนั้นสามารถวัดได้และมีขนาดเล็กพอที่เรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วจะไม่สามารถควบคุมได้

คุณกำลังมองหาสองลักษณะของการตอบสนอง:

steady state velocityซึ่งเป็นความเร็วสูงสุดที่ hovercraft เข้าถึงสำหรับการป้อนข้อมูลที่กำหนดแม้ว่าจะเหลือสำหรับระยะเวลาที่ไม่ จำกัด เรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็วของคุณอาจหยุดเร่งความเร็วหลังจากสองสามวินาทีหากอินพุตของคุณไม่ใหญ่เกินไปให้ใช้ความเร็วนั้นเป็นค่าประมาณ หาอัตราส่วนของพารามิเตอร์ที่ไม่รู้จักโดยใช้ถ้าคือขนาดของอินพุตขั้นตอนอาจเป็น 2 V หรือบางอย่าง $v_{ss}$ $v_{ss} = (K_m/b)u_0$ $u_0$
เวลาคง ของการตอบสนองซึ่งเป็นเวลาที่ใช้ในระบบที่จะไปจาก 0 ถึงประมาณ 63.2% ของความเร็วความมั่นคงของรัฐ (ดูการเชื่อมโยงวิกิพีเดียสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม) แก้ปัญหาสำหรับใช้ b $\tau$ $b$ $\tau = m/b$

— BarbalatsDilemma
แหล่งที่มา

พระเจ้าของฉัน! - คุณเป็นพ่อมด! - มากนั่นคือสิ่งที่ฉันต้องการ! ขอขอบคุณอีกครั้ง! - ฉันไม่สามารถโหวตได้เพราะฉันมีคะแนนไม่พอ แต่ทำไม่ได้ถ้าฉันได้รับมากพอ!

— Emil Møller Ringgaard

ดังนั้นฉันเริ่มสร้างแบบจำลองระบบในขณะนี้และฉันสับสนเล็กน้อยเกี่ยวกับลำดับของระบบ ในตัวอย่างที่น่ารักของคุณคุณจำลอง 1. ระบบการสั่งซื้อ ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าสภาพอากาศเป็นระบบ 1 หรือสูงกว่า? - ขอแสดงความนับถือ

— Emil Møller Ringgaard

@Emil ลำดับของระบบ / แบบจำลองที่คุณใช้คือลำดับสูงสุดของอนุพันธ์ที่มีอยู่ในสมการเชิงอนุพันธ์ที่แสดงถึงระบบ ตัวอย่างเช่นคือ "อนุพันธ์ลำดับที่หนึ่ง",คือ "อนุพันธ์อันดับสอง" ฯลฯ

\frac{d x}{d t}

$\frac{dx}{dt}$

\frac{d^{2} x}{d t^{2}}

$\frac{d^2x}{dt^2}$

— BarbalatsDilemma

@Emil เนื่องจากคำถามนี้ถูกปิดแล้วคุณสามารถแก้ไขเพื่อทำให้ความตั้งใจของคุณชัดเจนขึ้นได้ไหม? โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณพบว่าคำตอบของฉันเป็นประโยชน์มันก็ไม่มีประโยชน์กับใครถ้าคำถามนี้ถูกลบออก

— BarbalatsDilemma

ใช่ไม่ดีทำอย่างนั้น แต่มันไม่ใช่ปัญหาใหญ่ฉันแค่ไม่แน่ใจว่าระบบสามารถเป็นระบบการสั่งซื้อครั้งแรกได้อย่างไรเมื่อฉันได้เรียนรู้เสมอว่าระบบมีแนวโน้มที่จะเป็น 2 ลำดับหรือสูงกว่า

— Emil Møller Ringgaard

ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนสำหรับเรือที่แล่นได้อย่างรวดเร็ว [ปิด]

ตัวอย่าง