Смекни!
smekni.com
Радиоэлектроника

Программная реализация модального управления для линейных стационарных систем (стр. 2 из 4)

Управление возможно, если выполняется условие полной управляемости (ранг матрицы управляемости Mдолжен быть равен n). В алгоритме об управляемости системы судится по существованию матрицы

: если она существует, то ранг матрицы равен ее порядку (n). Для объекта управления с единственным управлением матрица
оказывается также единственной.

Для нахождения коэффициентов

характеристического уравнения (5), в работе используется соотношения между корнями
и коэффициентами
линейного алгебраического уравнения степени n:

, (k = 1, 2, ... , n)

где многочлены

- элементарные симметрические функции, определяемые следующим образом:

,

,

,

...

гдеSk - сумма всех

произведений, каждое из которых содержит k сомножителей xjс несовпадающими коэффициентами.

Программная реализация алгоритма.

Текст программной реализации приведен в ПРИЛОЖЕНИИ №1. Вот несколько кратких пояснений.

· Программа написана на языке ObjectPascal при помощи средств Delphi 2.0, и состоит из следующих основных файлов:

KursovayaWork.dpr

MainUnit.pas

SubUnit.pas

Matrix.pas

Operates.pas

HelpUnit.pas

OptsUnit.pas

· KursovayaWork.dpr - файл проекта, содержащий ссылки на все формы проекта и инициализирующий приложение.

· В модуле MainUnit.pas находится описание главной формы приложения, а также сконцентрированы процедуры и функции, поддерживаюшие нужный интерфейс программы.

· Модули SubUnit.pas и Operates.pas содержат процедуры и функции, составляющие смысловую часть программной реализации алгоритма, т.е. процедуры решения задачи модально управления, процедуры решения систем дифференциальных уравнений, процедуры отображения графиков решений систем и т.д. Там также находятся процедуры отображения результатов расчетов на экран.

· В модуле Matrix.pas расположено описание класса TMatrix - основа матричных данных в программе.

· Модули HelpUnit.pas и OptsUnit.pas носят в программе вспомогательный характер.

· Для решения систем дифференциальных уравнений использован метод Рунге-Кутта четвертого порядка точности с фиксированным шагом. Метод был позаимствован из пакета программ NumToolBox и адаптирован под новую модель матричных данных.

· Обращение матриц производится методом исключения по главным диагональным элементам (метод Гаусса). Этот метод так же был позаимствован из NumToolBox и соответствующе адаптирован.


Пориложение.

program KursovayaWork;

uses

Forms,

MainUnit in 'MainUnit.pas' {Form_Main},

OptsUnit in 'OptsUnit.pas' {Form_Options},

SubUnit in 'SubUnit.pas',

Matrix in 'Matrix.pas',

Operates in 'Operates.pas',

HelpUnit in 'HelpUnit.pas' {Form_Help};

{$R *.RES}

begin

Application.Initialize;

Application.Title := 'Модальное управление';

Application.CreateForm(TForm_Main, Form_Main);

Application.CreateForm(TForm_Options, Form_Options);

Application.CreateForm(TForm_Help, Form_Help);

Application.Run;

end.


unit MainUnit;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

ComCtrls, Tabnotbk, Menus, StdCtrls, Spin, ExtCtrls, Buttons, Grids,

OleCtrls, VCFImprs, GraphSvr, ChartFX {, ChartFX3};

type

TForm_Main = class(TForm)

BevelMain: TBevel;

TabbedNotebook_Main: TTabbedNotebook;

SpinEdit_Dim: TSpinEdit;

BitBtn_Close: TBitBtn;

BitBtn_Compute: TBitBtn;

StringGrid_Ap0: TStringGrid;

StringGrid_Anp0: TStringGrid;

StringGrid_Roots: TStringGrid;

StringGrid_Kpp0: TStringGrid;

StringGrid_Bp0: TStringGrid;

RadioGroup_RootsType: TRadioGroup;

Label_A1p0: TLabel;

Label_Ap0: TLabel;

Label_mBp0: TLabel;

Label_Roots: TLabel;

Label_Kpp0: TLabel;

BevelLine: TBevel;

Label_Dim: TLabel;

StringGrid_Ap1: TStringGrid;

StringGrid_Bp1: TStringGrid;

Label_Ap1: TLabel;

Label_Bp1: TLabel;

StringGrid_Kpp1: TStringGrid;

Label_Kpp1: TLabel;

StringGrid_InCond: TStringGrid;

Label_InCond: TLabel;

Label_U: TLabel;

Edit_U: TEdit;

BitBtn_Options: TBitBtn;

BitBtn_Help: TBitBtn;

StringGrid_ABKpp1: TStringGrid;

Label_ABKpp1: TLabel;

Edit_W: TEdit;

Label_w: TLabel;

RadioGroupChart: TRadioGroup;

ChartFX: TChartFX;

LabelW1: TLabel;

StringGrid_Solve1: TStringGrid;

StringGrid_Solve2: TStringGrid;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

procedure BitBtn_CloseClick(Sender: TObject);

procedure BitBtn_OptionsClick(Sender: TObject);

procedure BitBtn_ComputeClick(Sender: TObject);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure SpinEdit_DimChange(Sender: TObject);

procedure StringGrid_RootsSetEditText(Sender: TObject; ACol,

ARow: Longint; const Value: string);

procedure RadioGroup_RootsTypeClick(Sender: TObject);

procedure TabbedNotebook_MainChange(Sender: TObject; NewTab: Integer;

var AllowChange: Boolean);

procedure StringGrid_SetEditText(Sender: TObject; ACol,

ARow: Longint; const Value: string);

procedure BitBtn_HelpClick(Sender: TObject);

procedure RadioGroupChartClick(Sender: TObject);

private

procedure FillFixedCellsInAllGrids;

procedure FillCellsInAllGrids;

public

procedure BindGrids;

procedure UnBindGrids;

end;

var

Form_Main: TForm_Main;

implementation

uses Matrix, SubUnit, OptsUnit, Operates, CFXOCX2, HelpUnit;

const

DefOptions = [goFixedVertLine, goFixedHorzLine,

goVertLine, goHorzLine,

goColSizing, goEditing,

goAlwaysShowEditor, goThumbTracking];

{$R *.DFM}

procedure TForm_Main.FillFixedCellsInAllGrids;

var

Order : TOrder;

i: byte;

Str: string;

begin

Order := SpinEdit_Dim.Value;

for i := 1 to Order do

begin

Str := IntToStr(i);

StringGrid_Ap0.Cells[0, i] := Str;

StringGrid_Ap0.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_Bp0.Cells[0, i] := Str;

StringGrid_ANp0.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_ANp0.Cells[0, i] := Str;

StringGrid_Roots.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_Kpp0.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_Ap1.Cells[0, i] := Str;

StringGrid_Ap1.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_Bp1.Cells[0, i] := Str;

StringGrid_ABKpp1.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_ABKpp1.Cells[0, i] := Str;

StringGrid_InCond.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_Kpp1.Cells[i, 0] := Str;

StringGrid_Solve1.Cells[i, 0] := 'X' + IntToStr(i);

StringGrid_Solve2.Cells[i, 0] := 'X' + IntToStr(i);

StringGrid_Solve1.Cells[0, 0] := 'Время';

StringGrid_Solve2.Cells[0, 0] := 'Время';

end;

end;

procedure TForm_Main.FillCellsInAllGrids;

var

Order : TOrder;

i, j : byte;

begin

Order := SpinEdit_Dim.Value;

for i := 1 to Order do

for j := 1 to Order do

begin

StringGrid_Ap0.Cells[j, i] := '0';

StringGrid_Ap0.Cells[i, i] := '1';

StringGrid_Bp0.Cells[1, i] := '0';

StringGrid_Roots.Cells[i, 1] := '-1';

StringGrid_Roots.Cells[i, 2] := '0';

StringGrid_Kpp0.Cells[i, 1] := '0';

StringGrid_Ap1.Cells[j, i] := '0';

StringGrid_Ap1.Cells[i, i] := '1';

StringGrid_Bp1.Cells[1, i] := '0';

StringGrid_ABKpp1.Cells[j, i] := '0';

StringGrid_ABKpp1.Cells[i, i] := '1';

StringGrid_InCond.Cells[i, 1] := '0';

StringGrid_Kpp1.Cells[i, 1] := '0';

end;

FillFixedCellsInAllGrids;

StringGrid_Roots.Cells[0, 1] := 'Re';

StringGrid_Roots.Cells[0, 2] := 'Im';

StringGrid_Bp1.Cells[1, 0] := '1';

StringGrid_Bp0.Cells[1, 0] := '1';

end;

procedure TForm_Main.BindGrids;

begin

CopyGrid(StringGrid_Ap1, StringGrid_Ap0);

CopyGrid(StringGrid_Bp1, StringGrid_Bp0);

CopyGrid(StringGrid_Kpp1, StringGrid_Kpp0);

StringGrid_Ap1.Options := DefOptions - [goEditing];

StringGrid_Bp1.Options := DefOptions - [goEditing];

StringGrid_Kpp1.Options := DefOptions - [goEditing];

end;

procedure TForm_Main.UnBindGrids;

begin

StringGrid_Ap1.Options := DefOptions;

StringGrid_Bp1.Options := DefOptions;

StringGrid_Kpp1.Options := DefOptions;

end;

procedure TForm_Main.BitBtn_CloseClick(Sender: TObject);

begin

Close;

end;

procedure TForm_Main.BitBtn_OptionsClick(Sender: TObject);

var

V0, V1, V2, V3: LongInt;

LS: TCheckBoxState;

begin

with Form_Options do

begin

V0 := SpinEdit0.Value;

V1 := SpinEdit1.Value;

V2 := SpinEdit2.Value;

V3 := SpinEdit3.Value;

LS := CheckBox_Link.State;

ShowModal;

if ModalResult = mrCancel then

begin

SpinEdit0.Value := V0;

SpinEdit1.Value := V1;

SpinEdit2.Value := V2;

SpinEdit3.Value := V3;

CheckBox_Link.State := LS;

end

else

if ((SpinEdit0.Value <> V0) or (SpinEdit1.Value <> V1)) or

((SpinEdit2.Value <> V2) or (SpinEdit3.Value <> V3)) then

begin

BitBtn_Compute.Enabled := True;

case BitBtn_Compute.Tag of

4, 5 :BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag - 4;

6, 7 :BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag - 4;

8, 9 :BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag - 8;

10, 11 :BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag - 8;

12, 13 :BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag - 12;

14, 15 :BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag - 12;

end;

end;

end;

end;

procedure TForm_Main.BitBtn_ComputeClick(Sender: TObject);

begin

BitBtn_Compute.Enabled := False;

if Form_Options.CheckBox_Link.State = cbChecked then BindGrids;

case TabbedNotebook_Main.PageIndex of

0 : begin

ComputeFromPage0;

BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag + 1;

end;

1 : begin

ComputeFromPage1;

ShowChart(Succ(RadioGroupChart.ItemIndex));

BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag + 14;

end;

2 : begin

ComputeFromPage2;

BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag + 4;

end;

3 : begin

ComputeFromPage3;

BitBtn_Compute.Tag := BitBtn_Compute.Tag + 8;

end;

end;

end;

procedure TForm_Main.FormCreate(Sender: TObject);

const

FirstColWidth = 20;

begin

StringGrid_Ap0.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Anp0.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Bp0.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Roots.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Ap1.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_ABKpp1.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Bp1.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Kpp0.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_Kpp1.ColWidths [0] := FirstColWidth;

StringGrid_InCond.ColWidths [0] := FirstColWidth;

FillCellsInAllGrids;

BindGrids;

end;

procedure TForm_Main.SpinEdit_DimChange(Sender: TObject);

var

Order: byte;

begin

Order := Succ(SpinEdit_Dim.Value);

StringGrid_Ap0.ColCount := Order;

StringGrid_Ap0.RowCount := Order;

StringGrid_Anp0.ColCount := Order;

StringGrid_Anp0.RowCount := Order;

StringGrid_Bp0.RowCount := Order;

StringGrid_Roots.ColCount := Order;

StringGrid_Kpp0.ColCount := Order;

StringGrid_Ap1.ColCount := Order;

StringGrid_Ap1.RowCount := Order;

StringGrid_Bp1.RowCount := Order;

StringGrid_ABKpp1.ColCount := Order;

StringGrid_ABKpp1.RowCount := Order;

StringGrid_InCond.ColCount := Order;

StringGrid_Kpp1.ColCount := Order;

FillFixedCellsInAllGrids;

BitBtn_Compute.Enabled := True;

end;

procedure TForm_Main.StringGrid_RootsSetEditText(Sender: TObject; ACol,

ARow: Longint; const Value: string);

var

Val : string;

begin

if (ARow = 2) and (Value <> '') then

begin

Val := StringGrid_Roots.Cells [ACol, ARow];

if StrToFloat (Value) <> 0 then

StringGrid_Roots.Cells[Succ(ACol),ARow]:=FloatToStr(- StrToFloat(Value));

if StrToFloat (Value) = 0 then

StringGrid_Roots.Cells [Succ(ACol),ARow] := FloatToStr(0);

end;

end;

procedure TForm_Main.RadioGroup_RootsTypeClick(Sender: TObject);

var

Order: TOrder;

j: byte;

NHalf: byte;

StartAlfa, NAlfa, dAlfa: Float;

W: Float;

begin

Order := SpinEdit_Dim.Value;

W := StrToFloat (Edit_W.Text);

case RadioGroup_RootsType.ItemIndex of

0 :StringGrid_Roots.Options := DefOptions;

1 :begin

for j := 1 to Order do

begin

StringGrid_Roots.Cells [j, 1] := FloatToStr (-W);

StringGrid_Roots.Cells [j, 2] := '0';

StringGrid_Roots.Options := DefOptions - [goEditing];

end

end;

2 :begin

dAlfa := Pi / Order;

StartAlfa := Pi/2 - dAlfa/2;

NHalf := Order div 2;

for j := 1 to NHalf do

 
назад
читать дальше
1
2
3
4
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.