Autotuning znamená automatické provedení experimentu pro odhad parametrů sytému a následný výpočet regulátorů. Estimační fáze autotuningu využívá relé ve zpětné vazbě k odhadu kritických hodnot nebo parametrů přenosu řízeného objektu. Pak následuje algo-ritmus pro výpočet parametrů regulátoru. Diplomová práce se zabývá speciální kombinací relé a způsobu syntézy. Nesymetrické relé s hysterezí poskytuje v identifikační fázi odhad přenosu druhého řádu, a to s kmitavou nebo nekmitavou odezvou podle zařazení integrač-ního členu do zpětné vazby. Následná syntéza využívá algebraické metody, které takto ge-nerují třídu PID regulátorů. Tento přístup umožňuje zavedení skalárního kladného paramet-ru, který dále ladí regulátor, čímž ovlivňuje vlastnosti celého regulačního pochodu. V prostředí Matlab+Simulink byl vytvořen program pro experiment, automatický návrh regulátoru a simulaci regulačního obvodu. Byla provedena řada simulačních experimentů pro systémy různého řádu.
Annotation in English
Autotuning means the process of automatic estimation and controller design. The estima-tion phase represents a relay experiment which yields critical or transfer function parame-ters of controlled system. Then the controller algorithm follows and controller parameters are computed. The work is focused on a special combination of a relay feedback experi-ment and controller design. An asymetric relay with hysteresis was used in the feedback and the second order transfer function was identified. An integrator in the feedback loop enables also the estimation of harmonic stable systems. Then the algebraic approach for controller parameters is utilized and a class of PID controllers is generated. The methodol-ogy gives a scalar positive parameter which tunes the resulting controller. The program system in the Matlab+Simulink environment was developed and a set of simulation ex-periments were performed.
Keywords
Autotuning, PID regulátor, Matlab
Keywords in English
Autotuning,PID controllers,Matlab
Length of the covering note
65 s
Language
CZ
Annotation
Autotuning znamená automatické provedení experimentu pro odhad parametrů sytému a následný výpočet regulátorů. Estimační fáze autotuningu využívá relé ve zpětné vazbě k odhadu kritických hodnot nebo parametrů přenosu řízeného objektu. Pak následuje algo-ritmus pro výpočet parametrů regulátoru. Diplomová práce se zabývá speciální kombinací relé a způsobu syntézy. Nesymetrické relé s hysterezí poskytuje v identifikační fázi odhad přenosu druhého řádu, a to s kmitavou nebo nekmitavou odezvou podle zařazení integrač-ního členu do zpětné vazby. Následná syntéza využívá algebraické metody, které takto ge-nerují třídu PID regulátorů. Tento přístup umožňuje zavedení skalárního kladného paramet-ru, který dále ladí regulátor, čímž ovlivňuje vlastnosti celého regulačního pochodu. V prostředí Matlab+Simulink byl vytvořen program pro experiment, automatický návrh regulátoru a simulaci regulačního obvodu. Byla provedena řada simulačních experimentů pro systémy různého řádu.
Annotation in English
Autotuning means the process of automatic estimation and controller design. The estima-tion phase represents a relay experiment which yields critical or transfer function parame-ters of controlled system. Then the controller algorithm follows and controller parameters are computed. The work is focused on a special combination of a relay feedback experi-ment and controller design. An asymetric relay with hysteresis was used in the feedback and the second order transfer function was identified. An integrator in the feedback loop enables also the estimation of harmonic stable systems. Then the algebraic approach for controller parameters is utilized and a class of PID controllers is generated. The methodol-ogy gives a scalar positive parameter which tunes the resulting controller. The program system in the Matlab+Simulink environment was developed and a set of simulation ex-periments were performed.
Keywords
Autotuning, PID regulátor, Matlab
Keywords in English
Autotuning,PID controllers,Matlab
Research Plan
1.Využití symetrického relé bez hystereze pro určení kritických hodnot.
2.Využití symetrického relé s hysterezí pro určení kritických hodnot.
3.Využití nesymetrického relé s hysterezí pro identifikaci parametrů systému 1.a 2.řádu.
4.Výpočet parametrů regulátorů algebraickými metodami a metodou vyváženého nastavení.
5.Vypracování programového systému v prostředí Matlab,Simulink.
6.Porovnání a analýza jednotlivých přístupů na vybraných přenosech jednorozměrných systémů.
Research Plan
1.Využití symetrického relé bez hystereze pro určení kritických hodnot.
2.Využití symetrického relé s hysterezí pro určení kritických hodnot.
3.Využití nesymetrického relé s hysterezí pro identifikaci parametrů systému 1.a 2.řádu.
4.Výpočet parametrů regulátorů algebraickými metodami a metodou vyváženého nastavení.
5.Vypracování programového systému v prostředí Matlab,Simulink.
6.Porovnání a analýza jednotlivých přístupů na vybraných přenosech jednorozměrných systémů.
Recommended resources
Astrom,K.J.,Hagglund,T.:PID Controllers.ICMC N.Carolina,1995
Klán P.,Gorez,R.:Vyvážené nastavení PI regulátorů.Automa,4,s.49-53,2000
Levine et al:The Control Handbook.IEEE Press.1995
Majhi,S.,Atherton,D.P.:Autotuning and controller design.In:UKACC Control Conf.No.455,s.769-774,1998.
Vítečková, M.,Víteček, A,: Experimentální identifikace metodou relé. In:Automatizácia a informatizácia,Bratislava,2004.
Marcaník,T.:Autotuning-samočinné ladění regulátorů.DP FT UTB,Zlín,2004
Yu, Ch.Ch.: Autotuning of PID Controllers. A relay feedback approach. Springer, London, 2006.
Recommended resources
Astrom,K.J.,Hagglund,T.:PID Controllers.ICMC N.Carolina,1995
Klán P.,Gorez,R.:Vyvážené nastavení PI regulátorů.Automa,4,s.49-53,2000
Levine et al:The Control Handbook.IEEE Press.1995
Majhi,S.,Atherton,D.P.:Autotuning and controller design.In:UKACC Control Conf.No.455,s.769-774,1998.
Vítečková, M.,Víteček, A,: Experimentální identifikace metodou relé. In:Automatizácia a informatizácia,Bratislava,2004.
Marcaník,T.:Autotuning-samočinné ladění regulátorů.DP FT UTB,Zlín,2004
Yu, Ch.Ch.: Autotuning of PID Controllers. A relay feedback approach. Springer, London, 2006.
