Matlab *

Вы думаете, что MATLAB только для ученых и студентов? Тогда вы отстали от жизни. Мы встретились с техническим директором компании ЦИТМ Экспонента, единственного представителя MathWorks в России, чтобы это обсудить.

Поговорили о наболевшем пиратстве, о том, как управлять инженерами (не программистами) и о том, как совмещать религию, работу в технической сфере и бизнес. Ну и самое главное: каков портрет идеального инженера, как работать с олдскульными технарями, чего инженерам не хватает и как их мотивировать.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами», читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки», факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность.

Данные лекции только готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

В предыдущих сериях:

1. Введение в теорию автоматического управления
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3
3. Математическое описание систем автоматического управления 2.3 — 2.8

В это части будут рассмотрены:

2.9. Использование обратных преобразований Лапласа для решения уравнений динамики САР (звена).
2.10. Весовая и переходная функции звена (системы).
2.11. Определение переходного процесса в системе (САР) (звене) через весовую и переходную функции.
2.12. Mетод переменных состояния.
2.13. Переход от описания переменных «вход-выход» к переменным состояния.

Попробуем применить, полученные знания на практике, создавая и сравнивая расчетные модели в разных видах. Будет интересно познавательно и жестко.

Инженеры по всему миру ведут разработку в среде MATLAB, это их любимый инструмент. А может ли российская IT-индустрия предложить достойную альтернативу дорогому американскому софту?

С этим вопросом я пришла к Вячеславу Петухову, основателю компании «3В Сервис», которая производит отечественную среду моделирования и разработки SimInTech. После попытки продать свою разработку в Америке он вернулся в Россию и делает конкурента MATLAB здесь.

Поговорили о трудностях внедрения сложного IT-продукта на российский рынок, маркетинге «на грани», принципах работы SimInTech и её преимуществах перед MATLAB.

Что бы разбавить зубодробительную математику лекций Козлова Олега Степановича "Управление в технических системах", публикуем здесь пример применения знаний из этих лекций на практике.

В данной статье, Александр Щекатуров, ученик Олега Степановича описывает создание модели октокоптера, попутно раскрывая секреты и демонстрируя приемы работы в среде структурного моделирования физических систем.

В настоящей статье приведено описание логически завершённой, но всего лишь части полной работы по моделированию, но этой части достаточно для введения в тему динамического моделирования БПЛА коптерного типа.

Здесь опущено моделирование эффектов прецессии, принимается что и реактивный момент каждой ВМГ равен нулю, а именно: каждая ВМГ имеет два двигателя и винта, вращающихся с одинаковой скоростью в противоположные стороны. Не моделируются отказы оборудования и предполагается что объект находится только в воздухе (в штатном режиме полёта), режимы посадки и взлёта, аварийные ситуации, захват груза и разгрузка — в приведённой модели не реализованы, а также не рассматриваются вопросы подробного моделирования датчиков, фильтрации сигналов и шумов, изгиб рамы коптера и/или винтов, работа на запредельных нагрузках, написание драйверов к той или иной аппаратуре и т.д. и т.п., — всё это темы более расширенной статьи или даже книги.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами», читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки», факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность.

Данные лекции только готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

В предыдущих сериях:
1. Введение в теорию автоматического управления
2. Математическое описание систем автоматического управления 2.1 — 2.3

В это части будут рассмотрены:
2.4 Основные виды входных воздействий
2.5. Основные положения и свойства интегральных преобразований Лапласа
2.6. Основные свойства преобразований Лапласа
2.7. Способы нахождения обратных преобразований Лапласа
2.8 Некоторые способы нахождения оригинала по известному изображению

Будет интересно познавательно и жестко.

Заключающая статья серии, посвященной автоматизированным способам настройки ПИД-регуляторов в среде Simulink, в которой мы рассмотрим применение блока автоматической настройки Closed-Loop PID Autotuner.

Среда Simulink предоставляет возможность исследования нелинеаризуемых систем и настройки их регуляторов с помощью метода гармонического анализа. Одним из инструментов, использующих данный метод, является Frequency Response Based PID Tuner.

В данной статье рассмотрим процесс настройки регулятора нелинейной модели электропривода с помощью инструмента Response Optimizer.

При реализации системы управления положением объекта часто применяют двухконтурную структуру, включающую в себя два регулятора: положения нагрузки и скорости исполнительного устройства. В таком случае возникает необходимость одновременной настройки обоих регуляторов. Данная задача может быть решена с использованием инструмента Control System Tuner.

Эта статья открывает цикл статей, посвященных автоматизированным способам настройки ПИД-регуляторов в среде Simulink. Сегодня разберемся, как работать с приложением PID Tuner.

Продолжение цикла статей про модельно ориентированное проектирование. В предыдущих сериях:

• Модельно-ориентированное проектирование – как не повторить Чернобыль
• Модельно ориентированное проектирование. Электропривод с бесколлекторным двигателем постоянного тока
• Модельно ориентированное проектирование. Создание достоверной модели, на примере авиационного теплообменника
• Блеск и нищета модельно ориентированного проектирования по авиационным стандартам DO-331

В этой серии, авторы Ю. Н. Калачев и А.Г. Александров, представляют математическую модель активного выпрямителя в среде структурного моделирования.

Публикую первую часть второй главы лекций по теории автоматического управления.
В данной статье рассматриваются:

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами», читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки», факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность.

Данные лекции только готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.

Первая часть: «Введение в теорию автоматического управления. Основные понятия теории управления техническим системами»

Идея

В комментариях к предыдущему тексту «Введение в теорию автоматического управления», один из читателей усомнился в необходимости изучать этот предмет и задал вопрос:
— Кто такая ТАУ – человек или лошадь? И зачем она нужна?

Такой принципиальный вопрос не может остаться без ответа принципиального ответа.

Прежде чем переходить от введения в ТАУ к зубодробительной математике, покажем на примере, что может ТАУ в очумелых руках специалиста. Спойлер: ТАУ может все!

В это тяжелое время, когда народ вырывается из самоизоляции и одновременно пытается понять, когда мы все умрём, кто-то ищет истину в вине, кто-то – в религиозных текстах, кто-то – в улучшении демографии. Но только тот, кто вооружен ТАУ и средствами моделирования, ничего не ищет, ибо познал истину. Такой счастливчик спокойно и уверенно смотрит вперед. Как белый цисгендерный гражданин США, который в момент паники покупает не дополнительные рулоны туалетной бумаги, а дополнительный автомат и коробки с патронами. Потому что умный американский гражданин знает, если у тебя есть автомат и достаточно патронов, то туалетная бумага понадобится другому. Так и с ТАУ: это инструмент позволяющий не гадать на кофейной гуще, а постигать истину путем математического моделирования.

Далее под катом – простой пример применения средств динамического моделирования для расчёта распространения инфекции, а также методика получения неизвестных коэффициентов в эти уравнения из статистических данных по начальному периоду инфекции.

Публикую первую главу лекций по теории автоматического управления, после которых ваша жизнь уже никогда не будет прежней.

Лекции по курсу «Управление Техническими Системами», читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки», факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность.

Данные лекции только готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика привествуется.

Цель статьи не в объяснении принципов Калмановского фильтра, а в его демонстрации на примере реальных (сырых) данных. Желающие могут модифицировать исходники и поэкспериментировать с алгоритмом, я надеюсь что моя работа поможет тем, кто столкнется с подобной задачей.

Используемые данные — c GPS-приемника в формате NMEA-0183, в часности сообщения GGA и VTG.

Фильтрация необходима по причине зашумленности GPS. Причины помех в GPS данных разные. Основные:

• атмосферные помехи.
• препятствия для сигнала.
• положение орбиты GPS. Например, невысокое наклонение орбит GPS (примерно 55°) серьёзно ухудшает точность в приполярных районах Земли.

Все это суммарно приводит к скачкам положения, смещениям курса, и прочим неприятностям. Причем в работе в первую очередь мне нужно было получить именно отфильтрованную скорость.

Дело в том что скорость, измеряемая оборудованием и передаваемая в сообщении VTG давала неправдоподобные показания (скачки и т. д.), которые крайне затрудняли задачи управления.
Поэтому было решено построить модель фильтр в Octave, и получив скорость как производную от GPS данных, представленных сообщением GGA, сравнить с оригинальными данными скорости из сообщения VTG.

Для удобства сравнения данные требуется вывести на один график.

С фильтрацией данных и их производных прекрасно справляется фильтр Калмана.

Применение фильтра для задач автопилота и курсовертикали является «классикой».