ABSTRAKT
Tato diplomová práce se zabývá řízením systémů s dopravním zpožděním. Je zde popsán vliv dopravního zpoždění na řízený systém a základní pojmy související s robustností systémů.
Z nejvýhodnějších metod je vybrán způsob řízení díky aplikaci Smithova prediktoru a jeho modifikací. Je zde popsán klasický Smithův prediktor, jako vhodný kompenzátor dopravního zpoždění. Hlavním tématem práce je popis tří modifikací Smithova prediktoru, které můžou být použity také pro řízení systémů s dopravním zpožděním nestabilních a integračních. Výsledky řízení jsou pak vzájemně porovnány na modelech uvedených systémů.
V diplomové práci jsou odvozeny vztahy pro výpočty daných regulátorů v konfiguracích systémů řízení. V práci jsou uvedeny schémata daných modifikací a simulace provedená na konkrétních modelech systémů. Na základě teoretických a vypočtených poznatků byl vytvořen simulační program v simulačním prostředí MATLAB-Simulink.
V závěru je provedeno zhodnocení výsledků a jejich rozbor z hlediska kvality řízení.
Annotation in English
This thesis covers the subject of the influence of time-delay on the control system. Are here principal terms be related to robust systems.
From optimal methods is chosen Smith's predictor and their modifications. Is here describe classical Smith's predictor as a useful compensator of time-delay. But especially three modifications of Smith's predictor are described in more detail and compared. Modifications can use on control unstable and integrative systems with time-delay.
The work contains the outcome of discussed problems and also, schemes and results of simulation experiments performed on particular systems. The experiments were carried out in MATLAB-Simulink environment.
In conclusion, the relevant results are evaluated and analysis is performed from the point of control quality.
Keywords
Dopravní zpoždění, Smithův prediktor, modifikovaný Smithův prediktor.
ABSTRAKT
Tato diplomová práce se zabývá řízením systémů s dopravním zpožděním. Je zde popsán vliv dopravního zpoždění na řízený systém a základní pojmy související s robustností systémů.
Z nejvýhodnějších metod je vybrán způsob řízení díky aplikaci Smithova prediktoru a jeho modifikací. Je zde popsán klasický Smithův prediktor, jako vhodný kompenzátor dopravního zpoždění. Hlavním tématem práce je popis tří modifikací Smithova prediktoru, které můžou být použity také pro řízení systémů s dopravním zpožděním nestabilních a integračních. Výsledky řízení jsou pak vzájemně porovnány na modelech uvedených systémů.
V diplomové práci jsou odvozeny vztahy pro výpočty daných regulátorů v konfiguracích systémů řízení. V práci jsou uvedeny schémata daných modifikací a simulace provedená na konkrétních modelech systémů. Na základě teoretických a vypočtených poznatků byl vytvořen simulační program v simulačním prostředí MATLAB-Simulink.
V závěru je provedeno zhodnocení výsledků a jejich rozbor z hlediska kvality řízení.
Annotation in English
This thesis covers the subject of the influence of time-delay on the control system. Are here principal terms be related to robust systems.
From optimal methods is chosen Smith's predictor and their modifications. Is here describe classical Smith's predictor as a useful compensator of time-delay. But especially three modifications of Smith's predictor are described in more detail and compared. Modifications can use on control unstable and integrative systems with time-delay.
The work contains the outcome of discussed problems and also, schemes and results of simulation experiments performed on particular systems. The experiments were carried out in MATLAB-Simulink environment.
In conclusion, the relevant results are evaluated and analysis is performed from the point of control quality.
Keywords
Dopravní zpoždění, Smithův prediktor, modifikovaný Smithův prediktor.
1. Zpracujte literární rešerši dané problematiky.
2. Objasněte význam dopravního zpoždění a popište jeho vliv na vlastnosti řízené soustavy a regulačního obvodu. Definujte základní pojmy související s robustností systémů.
3. Uveďte možné způsoby řízení systémů s dopravním zpožděním se zaměřením na Smithův prediktor a jeho modifikace.
4. K vybraným algoritmům vytvořte programovou podporu v prostředí MATLAB + SIMULINK.
5. Na zvolených řízených soustavách s parametricky neurčitým dopravním zpožděním (případně i jinými parametry) proveďte simulační ověření jednotlivých modifikací Smithova prediktoru a získané výsledky vyhodnoťte.
Research Plan
1. Zpracujte literární rešerši dané problematiky.
2. Objasněte význam dopravního zpoždění a popište jeho vliv na vlastnosti řízené soustavy a regulačního obvodu. Definujte základní pojmy související s robustností systémů.
3. Uveďte možné způsoby řízení systémů s dopravním zpožděním se zaměřením na Smithův prediktor a jeho modifikace.
4. K vybraným algoritmům vytvořte programovou podporu v prostředí MATLAB + SIMULINK.
5. Na zvolených řízených soustavách s parametricky neurčitým dopravním zpožděním (případně i jinými parametry) proveďte simulační ověření jednotlivých modifikací Smithova prediktoru a získané výsledky vyhodnoťte.
Recommended resources
[1] Hamamci, S. E., Kaya, I., Atherton, D. P.: Smith predictor design by CDM. In: Proceedings of the European Control Conference, 2001, pp. 2364-2369.
[2] Husták, P: Systémy s dopravním zpožděním a návrh robustních regulátorů pro jejich řízení. Disertační práce, FT UTB ve Zlíně, 2003.
[3] Kaya, I., Atherton, D. P.: A new PI-PD Smith predictor for control of processes with long dead time. In: Proceedings of 14th World Congress of IFAC, 1999, pp. 282-288.
[4] Majhi, S., Atherton, D. P.: A new Smith predictor and controller for unstable and integrating processes with time delay. In: Proceedings on the 37th Conference on Decision and Control. Tampa, Florida, 1998, pp. 1341-1345.
[5] Matušů, R.: Řízení systémů s dopravním zpožděním. Diplomová práce, FT UTB ve Zlíně, 2002.
[6] Zítek, P., Víteček, A.: Návrh řízení podsystémů se zpožděními a nelinearitami. Vydavatelství ČVUT, Praha, 1999.
Recommended resources
[1] Hamamci, S. E., Kaya, I., Atherton, D. P.: Smith predictor design by CDM. In: Proceedings of the European Control Conference, 2001, pp. 2364-2369.
[2] Husták, P: Systémy s dopravním zpožděním a návrh robustních regulátorů pro jejich řízení. Disertační práce, FT UTB ve Zlíně, 2003.
[3] Kaya, I., Atherton, D. P.: A new PI-PD Smith predictor for control of processes with long dead time. In: Proceedings of 14th World Congress of IFAC, 1999, pp. 282-288.
[4] Majhi, S., Atherton, D. P.: A new Smith predictor and controller for unstable and integrating processes with time delay. In: Proceedings on the 37th Conference on Decision and Control. Tampa, Florida, 1998, pp. 1341-1345.
[5] Matušů, R.: Řízení systémů s dopravním zpožděním. Diplomová práce, FT UTB ve Zlíně, 2002.
[6] Zítek, P., Víteček, A.: Návrh řízení podsystémů se zpožděními a nelinearitami. Vydavatelství ČVUT, Praha, 1999.
