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  • 对于建立控制标准
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    2021-05-04 21:32:34

    【自控笔记】2.2 控制系统的时域数学模型

    微分方程是描述系统动态特性的基本数学模型。本文讨论微分方程的建立过程与非线性方程线性化问题同通过simulink仿真一个RLC电路例子加以说明。

    一、微分方程的建立
    微分方程的建立步骤如下:

    1、根据具体情况,确定系统或元部件的输入、输出变量。
    2、依据各元部件输入、输出变量所遵循的基本定律,列写微分方程组。
    3、消去中间变量,求出仅含输入输出变量的系统微分方程。
    4、将微分方程整理成规范形式,即将输出变量及其各阶导数项放在等号的左边,输入变量及其各阶导数放在等号右边,分别按降序排列。

    二、非线性方程线性化

    一般来说,大多数的实际系统都存在一定的非线性,但非线性系统的微分方程并没有通用的求解方法,因此将非线性方程线性化对于解决实际问题具有十分重要的意义。进行线性化的主要思想是:在预期工作点(通常是稳定状态点)附近,用通过该点的切线代替近似代替原来的曲线。常用到的数学方法是在该工作点附近进行泰勒级数展开

    值得注意的是,并不是所有的非线性微分方程都能线性化,如像继电器特性这种本质非线性系统,在数学上不连续,也就不可导,即不满足泰勒展开条件。
    线性化的条件有以下两点:
    (1)信号在工作点附近变化微量。
    (2)信号在工作点附近能满足泰勒展开条件。

    三、RLC电路simulink仿真

    典型例子

    由基尔霍夫定律建立微分方程

    带入参数得

    令输入为阶跃信号,利用拉式变换与反变换可求得电容两端电压随时间的响应:

    建立simulink仿真

    可以看出,仿真结果随着时间推移稳定为1,这与所求uc(t)表达式描述一致。

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  • 建立机器人系统的数学模型是使用计算机控制机器人的第一步。主要分为如下五个部分: 为了使内容尽可能形象,这里不介绍具体推导过程,以定性描述为主,计算和仿真等全部交给matlab和ROS。 课本中大量的示例...

    这是现代控制理论番外篇的第一篇:主要围绕机器人系统的状态空间模型展开介绍。

    建立机器人系统的数学模型是使用计算机控制机器人的第一步。主要分为如下五个部分:

    为了使内容尽可能形象,这里不介绍具体推导过程,以定性描述为主,计算和仿真等全部交给matlab和ROS。

    课本中大量的示例围绕电路系统的状态空间模型,各种标准型,传递函数等,如何从这些知识平滑过渡到机器人系统建模呢???

    看上图最简单的两个公式。类比一下,电压,电流和电阻,对应力,加速度和质量;那么电路中的电容和电感等,也可以近似对应到机器人系统的弹性结构和阻尼结构。这样的知识迁移能力对于快速掌握一门实用课程非常重要!!!

    • 运动学:不考虑机器人的惯性
    • 动力学:复杂但是模型精确

    关于这部分内容可以详细参考:

    地面清扫机器人已经走入千家万户,这类机器人模型十分典型,如右图所示,外观酷炫的机器人,秒变符号图示。

    这些符号对于实际机器人系统具体的质量,轮子半径,轴间距等各种参数。当我们建立好系统的状态空间模型后,如果不将机器人放在这些数学符号旁,也许你不知道,它代表一个机器人,但是如果掌握现代控制理论,你将拥有这一特异功能。看下图:

    我们都知道两轮的扫地机器人可以前进,后退,左转和右转,但是不能侧向平移,为啥,如何更专业的描述这一特性,其数学模型给出了非常明确的答案!无论左轮和右轮如何旋转,\nu _{y}都是等于0的啊!

    机器人建立准确的数学模型,对于理解,分析和控制此系统有着非常重要的作用。

    这类扫地机器人的模型有个标准的名字:两轮差动驱动机器人,依据机器人简化模型示例可以写出机器人的运动学模型,左右轮速度与机器人位姿变化的关系,这个模型对于控制机器人非常重要,但是不便于我们去思考和理解,于是有了下面的模型:

    通常理解机器人可以前后和旋转,分别对应线速度和角速度,与左右轮控制的变化关系也如图所示。其实这个模型在仿真中如下图所示:

    如同一个拖车,后面的球体类似负载,如果使负载垂直于地面那机器人模型会发生变化吗??? 

    分别说明:两轮差动+倒立摆???这个该如何是好??如何描述此系统,怎么建立其数学模型呢??莫慌!

    先硬着头皮干,这里除了机器人位姿之外,还有摆杆与垂直方向夹角等,列出一串恐怖的状态方程。然后再线性化:

    得到一个熟悉的A和熟悉的B,但是这样系统不可控,依据A和B算出,具体内容在能控性讲解。问题出在哪里???

    • 机器人系统既要地面运动,又要保持摆垂直,运动受到约束
    • 需要关注于摆而非空间位移的变化

    一定要注意状态空间模型建立过程中,状态变量的选取!!!

    矩阵抽象不便于理解,控制效果也不能直观呈现,怎么办?引入三维仿真,逼真度高,效果好!

    很酷炫是不是,昏昏欲睡的你是不是顿时又有了学习的欲望呢?如果将真实模型建模到仿真环境中,可以用于控制算法测试,模型优化,提高效率,就像下面这样,也是我们一直使用的案例:

    注意:仿真的总体目标是以最小的时间成本在某种程度上重现现实,这种近似应成为设计机器人或评估现有机器人性能的具体目标。数字模型是现实的抽象。无需在Gazebo模型中复制物理机器人的每个细节。如果尝试这样做,那么所需的工作量将非常大,以至于仿真的好处将无法弥补这种努力。相反,要做的就是复制这些特征用于验证机器人,应该先定义具体目标,然后建立最简单的模型,使我们能够遵守这些目标。

    平衡车通常载人,假定人高1.8m,质量60kg,那么直接简化成一个高0.9米的连杆,球体重量为60kg。这样就能实现对真实系统功能复现。将其所有细节考虑全面,得到了如下机器人数学模型,这是后续将持续介绍的。

    仿真具体介绍链接:



     

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  • Win10建立标准账户,并使用组策略对标准帐户的权限进行管理。 注意:本文内容均在管理员帐户下操作,可以只看图片按图示步骤操作即可。 一、建立一个标准账户用于公用登录 (1)按”win健+R”运行“control“进入...

    Win10建立标准账户,并使用组策略对标准帐户的权限进行管理。

    注意:本文内容均在管理员帐户下操作,可以只看图片按图示步骤操作即可。

    一、建立一个标准账户用于公用登录

    1)按”win+R”运行“control“进入控制面板。

    2)打开控制面板\所有控制面板项\用户帐户\管理帐户,点击在电脑设置中添加新用户

     

    3)点击将其他人添加到这台电脑,然后依提示完成一系列动作。特别建议:添加本地用户帐户。

     

    至此,我们就完成了新建一个标准帐户的步骤,接下来是对标准账户的权限控制管理。

    二、使用本地安全策略限制标准帐户安装软件的权限

    1)按”win+R”运行“secpol.msc“进入组策略(本地安全策略)。

    2)安全设置-本地策略-安全选项中找用户帐户控制:标准用户的提升行为自动拒绝提升请求

    3用户帐户控制:检测应用程序安装并提示提升已禁用

    到这里,就完成了对标准账户安装软件权限控制管理,这样标准用户进入系统后,就不能安装应用程序了,接下来是对标准账户进行定制高级设置。、

    注意:如果我们只要认证标准用户进入系统后,安装程序需要输入管理员许密码,则将修改设置:

    1)安全设置-本地策略-安全选项中找用户帐户控制:标准用户的提升行为提示凭据

    2用户帐户控制:检测应用程序安装并提示提升已启用

     

    三、使用本地组策略编辑器对标准帐户定制高级设置

    ()创建Windows管理工具文件

    作用:下次可快速打开进行设置

    1)开始运行“mmc“进入控制台。

    2)点击文件;选择添加/删除管理单元选项;

    3)在可用管理单元下,选择本地用户和组;单击添加按钮。此项添加后,可以把标准帐户更改密码的权限关闭。

    4)点击文件;选择添加/删除管理单元选项;在可用管理单元下,选择组策略对象编辑器;单击添加按钮。

    5)单击文件;选择另存为选项;将控制台保存在你记住的位置。

    6)完成上述步骤后,可以按照正常情况进行策略更改,但使用刚创建的更改的控制台仅适用于你使用上述步骤指定的用户或组。

    ()禁止标准帐户访问驱动器(须完成前序步骤,创建标准帐户并完成添加Windows管理工具)

    在打开的本地组策略编辑器窗口中,依次点击用户配置—>管理模板—>Windows组件—>文件资源管理器菜单项;

    在右侧打开页面中找到防止从我的电脑访问驱动器,双击打开其属性设置窗口;

    在打开的防止从我的电脑访问驱动器编辑窗口中,选择已启用,最后点击确定按钮。

    ()禁止标准帐户访问控制面板与设置(须完成前序步骤,创建标准帐户并完成添加Windows管理工具)

    在打开的本地组策略编辑器窗口中,依次点击用户配置—>管理模板—>控制面板菜单项;

    在右侧打开页面中找到禁止访问控制面板和PC设置,双击打开其属性设置窗口;

    在打开的禁止访问控制面板和PC设置编辑窗口中,选择已启用,最后点击确定按钮。

    四、最后

    现在,基本已经完成个人设备的标准账户设置供公用,实现了标准用户无法访问文件、无法安装软件,设备所有者对设备状态可控,其他用户仅能在你指定的应用内活动。

    一般大多数管理员帐户安装在电脑上的软件标准帐户都可以使用。

    在深入点,可以禁止标准账户访问开始菜单等。

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/pinpin/p/11045340.html

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  • 8月4日消息在个人电脑上如何设置标准帐户供公用呢?特别是当你的个人电脑被别人借用又不好拒绝的时候,但不影响自己的资料和权限,这时候...(本教程在最新的Windows 10 v1803上测试通过)一、建立一个标准帐户用于公...

    8月4日消息 在个人电脑上如何设置标准帐户供公用呢?特别是当你的个人电脑被别人借用又不好拒绝的时候,但不影响自己的资料和权限,这时候设置一个他人使用的来宾帐户就非常应景了。

    实现方式是通过在管理员帐户下新建一个标准用户,并使用组策略对标准帐户的权限进行管理。本文须要管理员帐户下操作,可以只看图片按图示步骤操作即可。(本教程在最新的Windows 10 v1803上测试通过)

    一、建立一个标准帐户用于公用登录

    (1)按”win键+R”运行“control.exe“进入控制面板。

    (2)打开“控制面板\所有控制面板项\用户帐户\管理帐户”,点击“在电脑设置中添加新用户”。

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    (3)点击“将其他人添加到这台电脑”,然后依提示完成一系列动作。特别建议:添加本地用户帐户。

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    至此,我们就完成了新建一个标准帐户的步骤,接下来是对标准帐户的权限控制管理。

    二、使用“本地安全策略”限制标准帐户安装软件的权限

    (1)按”win键+R”运行“secpol.msc“进入组策略(本地安全策略)。

    (2)安全设置-本地策略-安全选项中找“用户帐户控制:标准用户的提升行为”选“自动拒绝提升请求”。

    (3)“用户帐户控制:检测应用程序安装并提示提升“选”已禁用“。

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    至此就完成了对标准帐户安装软件权限控制管理,接下来是对标准帐户进行定制高级设置。

    三、使用“本地组策略编辑器”对标准帐户定制高级设置

    (一)创建Windows管理工具文件

    (1)开始运行“mmc.exe“进入控制台。

    (2)点击文件;选择添加/删除管理单元选项;

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    (3)在“可用管理单元”下,选择“本地用户和组”;单击添加按钮。此项添加后,可以把标准帐户更改密码的权限关闭。

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    (4)点击文件;选择添加/删除管理单元选项;在“可用管理单元”下,选择“组策略对象编辑器”;单击添加按钮。

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    (5)单击文件;选择另存为选项;选择一个名称,并将控制台保存在你记住的位置。

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    (6)完成上述步骤后,可以按照正常情况进行策略更改,但使用刚创建的更改的控制台仅适用于你使用上述步骤指定的用户或组。

    (二)禁止标准帐户访问驱动器(须完成前序步骤,创建标准帐户并完成添加Windows管理工具)

    在打开的本地组策略编辑器窗口中依次点击“用户配置/管理模板/Windows组件/文件资源管理器”菜单项;在右侧打开页面中找到“防止从“我的电脑”访问驱动器”快捷链接,并双击打开其属性设置窗口;在打开的“防止从“我的电脑”访问驱动器”编辑窗口中,选择“已启用”一项,最后点击确定按钮。

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    (三)禁止标准帐户访问控制面板与设置(须完成前序步骤,创建标准帐户并完成添加Windows管理工具)

    在打开的本地组策略编辑器窗口中依次点击“用户配置/管理模板/控制面板”菜单项;在右侧打开页面中找到“禁止访问控制面板和PC设置”快捷链接,并双击打开其属性设置窗口;在打开的“禁止访问控制面板和PC设置”编辑窗口中,选择“已启用”一项,最后点击确定按钮。

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    四、结语

    至此,基本已经完成个人设备的标准帐户设置供公用,实现了标准用户无法访问文件、无法安装软件,设备所有者对设备状态可控,其他用户仅能在你指定的应用内活动。一般大多数管理员帐户安装在电脑上的软件标准帐户都可以使用。

    深入一点可以在组策略里面发掘更有趣的玩法,比如可以禁止标准帐户访问开始菜单等等。

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    实际上作者建议大家一般都使用标准帐户自用,特别是对电脑不熟悉的朋友,以防被“莫名其妙”的安装上各种“神奇”的软件。

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