Docs Módulo modelo_maglev

labvirtual.simulador_maglev.modelo_maglev.Maglev

Modelagem da Planta do MAGLEV.

Source code in labvirtual/simulador_maglev/modelo_maglev.py

class Maglev:
    """Modelagem da Planta do MAGLEV."""
    def __init__(self, m, k, mu, I0):
        self.m = m          # Massa em kg
        self.k = k          # Constante magnética em N m^2/A^2
        self.mu = mu        # Constante magnética em m
        self.g = 9.81       # Gravidade, em m/s^2

        self.I0 = I0        # Corrente de equilíbrio, em A

        # Posição de equilíbrio, a partir da corrente
        self.x0 = np.sqrt(k*I0**2/(m*self.g))-mu

        # Parâmetros linearizados
        self.lamda = np.sqrt(2*k*I0**2/(m*(self.x0+mu)**3))
        self.a = 2*k*I0/(m*(self.x0+mu)**2)
        self.A = np.array([[0, 1.], [self.lamda**2, 0]])
        self.B = np.array([[0], [-self.a]])
        self.C = np.array([[1., 0]])

    @staticmethod
    def estadosmf(t, x, ref, planta, comp):
        """Equações de estados em malha fechada."""
        # Separa os estados do controlador
        z = x[2:]
        # Lista que vai conter os resultados
        ddt = [0.]*5
        # Corrente do imã - corrente de equilíbrio + correção do controlador
        I = planta.I0 - comp.Ka@z
        # Variação de posição em relação ao equilíbrio - precisa para o observador
        Dx1 = x[0]-planta.x0
        # Vetor contendo os sinais de entrada do controle, saída + referência
        u = [Dx1, ref(t)]
        # Planta:
        ddt[0] = x[1]
        ddt[1] = planta.g - planta.k*I**2/(planta.m*(x[0]+planta.mu)**2)
        # Controlador:
        ddt[2:] = comp.Ar@z + comp.Br@u
        return ddt

    @staticmethod
    def ruido(amp):
        """Função para implementar ruído gaussiano."""
        return amp*np.random.normal(loc=0, scale=amp)

estadosmf(t, x, ref, planta, comp) staticmethod

Equações de estados em malha fechada.

Source code in labvirtual/simulador_maglev/modelo_maglev.py

@staticmethod
def estadosmf(t, x, ref, planta, comp):
    """Equações de estados em malha fechada."""
    # Separa os estados do controlador
    z = x[2:]
    # Lista que vai conter os resultados
    ddt = [0.]*5
    # Corrente do imã - corrente de equilíbrio + correção do controlador
    I = planta.I0 - comp.Ka@z
    # Variação de posição em relação ao equilíbrio - precisa para o observador
    Dx1 = x[0]-planta.x0
    # Vetor contendo os sinais de entrada do controle, saída + referência
    u = [Dx1, ref(t)]
    # Planta:
    ddt[0] = x[1]
    ddt[1] = planta.g - planta.k*I**2/(planta.m*(x[0]+planta.mu)**2)
    # Controlador:
    ddt[2:] = comp.Ar@z + comp.Br@u
    return ddt

ruido(amp) staticmethod

Função para implementar ruído gaussiano.

Source code in labvirtual/simulador_maglev/modelo_maglev.py

@staticmethod
def ruido(amp):
    """Função para implementar ruído gaussiano."""
    return amp*np.random.normal(loc=0, scale=amp)