Název: Základy spojitého řízení Zkratka: ZSR Typ: povinný Rozsah: 14 týdnů, týdně 3 hodiny přednášek + 2 hodiny laboratorních cvičení Způsob ukončení: zkouška Katedra: katedra řídicí techniky FM TUL Přednášející: Doc. Ing. Josef Janeček, CSc.
Stručná anotace předmětu:Výuka předmětu je zaměřena na základy popisu a analýzu lineárních dynamických systémů a regulačních obvodů. Jsou uvedeny základy modelování a simulace dynamických systémů. Akcent je kladen na vztah mezi chováním reálných fyzikálních systémů a matematizací jejich popisů. Analýza je založena na vyjádření dynamiky přenosovou funkcí. Je zmíněna i vazba na stavové vyjádření. Předmět poskytuje informaci o chování zpětnovazebních obvodů, zejména spojitých s PID regulátory včetně základních metod vyšetření jejich stability a optimalizace nastavení parametrů regulátoru. Důraz je kladen na experimentální přístupy. Je uvedena základní informace o PSD regulátorech.
Témata přednášek:Dynamický systém, vstupní, výstupní a poruchové veličiny, přenos a zpracování informace, zpětnovazební systémy, typické aplikace v průmyslu.
Matematicko-fyzikální analýza, linearizace popisu v pracovním bodu, stavový popis.
Modelování a simulace chování dynam.systémů, prostředky a metody tvorby modelu (m.snižování řádu derivace, m. postupné integrace), obecné buzení a počáteční podmínky. Praktické simulace v prostředí MATLAB-Simulink.
Použití Laplaceovy transformace pro řešení lineárních diferenciálních rovnic, rozbor dynamiky systémů 1.a 2. řádu, obrazový přenos, klasifikace (řád, astatismus, časové konstanty, statické zesílení, ...), fyzikální příklady. Statická a dynamické charakteristiky, frekvenční charakteristika (její fyzikální význam a vyjádření v komplexní rovině a logaritmických souřadnicích).
Základy identifikace, vyhodnocení přechodové charakteristiky, aproximační metoda.
Přenosy složitějších obvodů, bloková algebra, Masonův vzorec.
Stabilita lineárních dynam.systémů, kritéria stability.
Regulační obvody s dvou a třípolohovou regulací.
Spojité regulační obvody s PID regulátorem. Vlastnosti PID regulátoru a jeho realizace. Oblast stability, vliv parametrů regulátoru na statické a dynamické chování obvodu. Úvod do syntézy regulačních obvodů. Empirické a experimentální metody seřízení PID regulátoru (variace parametrů, Ziegler-Nicholsonova metoda).
Číslicová regulace, PSD regulátory.
Případová studie.
Náplň cvičení:Určení diferenciální rovnice a stavového popisu vybraného reálného dynam. systému matematicko-fyzikální analýzou, modelování a simulace jeho chování.
Určení reakce systému matematickými prostředky pomocí Laplaceovy transformace.
Měření statických a dynamických charakteristik reálného systému, určení diferenciální rovnice jeho modelu vyhodnocením přechodové charakteristiky s následnou simulací a verifikací výsledku.
Experimentální vyhodnocení několika bodů frekvenční charakteristiky.
Regulační obvod dvou a třípolohové regulace (reálné měření a simulace jeho chování).
Empirické a experimentální seřízení parametrů PID regulátoru v simulovaném prostředí i na reálném fyzikálním objektu.
Literatura:Nise,Norman S.: Control Systems Engineering. NY, John Wiley & Sons, Inc. 2000 .
Raven,F.H.: Automatic Control Engineering. NY, McGraw-Hill, Inc. 1995 .
Kuo, Benjamin C.: Automatic Control Systems. London, Prentince-Hall, Inc. 1991 .
Olehla,M.: Základy aplikované kybernetiky. /Skriptum/. Liberec, TUL 1997.
Mykiska,A.: Základy technické kybernetiky. /Skriptum/. Praha, ČVUT FS 1992.
Kubík,S.-Kotek,Z.-Šalamon,M.: Teorie regulace I , lineární regulace. Praha/Bratislava, SNTL/Alfa 1982 .
Janeček,J.-Modrlák,O.: Základy technické kybernetiky-příklady. /Skriptum/. Liberec, VŠST 1987.
Kozák, Š.-Kajan,S.: Matlab-Simulink 1. Bratislava, STU 1999.
Prerekvizity: -Navazující: -
Datum poslední změny: 29.11.2001