Tato bakalářská práce se zabývá principy modelování a řízení systému s vnitřními zpožděními s využitím anizochronnních modelů s následným ověřením těchto principů v laboratorních podmínkach. Anizochronní systémy jsou charakterizovány dopravním zpožděním některých stavových veličin, jenž komplikuje možnosti jejich regulace. Chování těchto systémů bude studováno na laboratorním výukovém modelu tepelného systému. Po seznámení se s tímto modelem a výpočtu přenosové matice budou změřeny statické a dynamické charakteristiky soustavy. Z těchto charakteristik následně budou vypočítany neznámé parametry modelu a jejich správnost bude ověřena pomocí porovnání naměřených přechodových charakteristik se simulacemi provedenými v prostředí MATLAB.
Anotace v angličtině
This work is focused on verification of anisochronic modelling principles utilized on a laboratory educational plant.Anisochronic models are characterized by the existence of delays in some state variables which complicates their control design. The behavior of these systems is studied on a laboratory circuit heating plant. After introducing with this plant and computation of the transfer matrix, static and dynamic characteristics will be measured. Consequently,unknown parameters of the plant are obtained from these characteristics. The model is further verified by comparison of measured and simulated dynamic characteristics (i.e.step responses). Measurements and simulations are executed in MATLAB environment.
Klíčová slova
Anizochronní modely, systémy s dopravním zpožděním, tepelná soustava.
Klíčová slova v angličtině
Anisochronic models, time delay systems, heating system.
Rozsah průvodní práce
47 s
Jazyk
CZ
Anotace
Tato bakalářská práce se zabývá principy modelování a řízení systému s vnitřními zpožděními s využitím anizochronnních modelů s následným ověřením těchto principů v laboratorních podmínkach. Anizochronní systémy jsou charakterizovány dopravním zpožděním některých stavových veličin, jenž komplikuje možnosti jejich regulace. Chování těchto systémů bude studováno na laboratorním výukovém modelu tepelného systému. Po seznámení se s tímto modelem a výpočtu přenosové matice budou změřeny statické a dynamické charakteristiky soustavy. Z těchto charakteristik následně budou vypočítany neznámé parametry modelu a jejich správnost bude ověřena pomocí porovnání naměřených přechodových charakteristik se simulacemi provedenými v prostředí MATLAB.
Anotace v angličtině
This work is focused on verification of anisochronic modelling principles utilized on a laboratory educational plant.Anisochronic models are characterized by the existence of delays in some state variables which complicates their control design. The behavior of these systems is studied on a laboratory circuit heating plant. After introducing with this plant and computation of the transfer matrix, static and dynamic characteristics will be measured. Consequently,unknown parameters of the plant are obtained from these characteristics. The model is further verified by comparison of measured and simulated dynamic characteristics (i.e.step responses). Measurements and simulations are executed in MATLAB environment.
Klíčová slova
Anizochronní modely, systémy s dopravním zpožděním, tepelná soustava.
Klíčová slova v angličtině
Anisochronic models, time delay systems, heating system.
Zásady pro vypracování
Seznamte se se strukturou, zapojením a funkcemi tepelného laboratorního modelu.
Nastudujte a popište navržený matematický model soustavy a vypočtěte přenosovou matici.
Změřte statické a dynamické charakteristiky modelu.
Na základě naměřených charakteristik určete neznámé parametry modelu a výsledný model ověřte.
Zásady pro vypracování
Seznamte se se strukturou, zapojením a funkcemi tepelného laboratorního modelu.
Nastudujte a popište navržený matematický model soustavy a vypočtěte přenosovou matici.
Změřte statické a dynamické charakteristiky modelu.
Na základě naměřených charakteristik určete neznámé parametry modelu a výsledný model ověřte.
Seznam doporučené literatury
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. 2. vyd. Praha : BEN, 2004. 664 s. ISBN 978-80-7300-148-3.
KLÁN, Petr, et al. Process Models for a New Control Education Laboratory. In Preprints of the 16th World Congress of the International Federation of Automatic Control. Praha : [s.n.], 2005. CD-ROM.
PEKAŘ, Libor. An anisochronic model of a thermal circuit process. In KOČÍ, Petr, SMUTNÝ, Pavel, SMUTNÝ, Lubomír. Proceedings of XXXIVth Seminar ASR 2009 : Instruments and Control. Ostrava : VŠB-TU Ostrava , 2009. Zasláno.
ZÍTEK, Pavel, HLAVA, Jaroslav. Anisochronic internal model control of time-delay systems. Control Engineering Practice. 2001, vol. 9, no. 5, s. 501-516.
ZÍTEK, Pavel, VÍTEČEK, Antonín. Návrh řízení podsystémů se zpožděními a nelinaritami. 1. vyd. Praha : Nakladatelství ČVUT, 1999. 165 s. ISBN 80-01-01939-X.
Seznam doporučené literatury
BALÁTĚ, Jaroslav. Automatické řízení. 2. vyd. Praha : BEN, 2004. 664 s. ISBN 978-80-7300-148-3.
KLÁN, Petr, et al. Process Models for a New Control Education Laboratory. In Preprints of the 16th World Congress of the International Federation of Automatic Control. Praha : [s.n.], 2005. CD-ROM.
PEKAŘ, Libor. An anisochronic model of a thermal circuit process. In KOČÍ, Petr, SMUTNÝ, Pavel, SMUTNÝ, Lubomír. Proceedings of XXXIVth Seminar ASR 2009 : Instruments and Control. Ostrava : VŠB-TU Ostrava , 2009. Zasláno.
ZÍTEK, Pavel, HLAVA, Jaroslav. Anisochronic internal model control of time-delay systems. Control Engineering Practice. 2001, vol. 9, no. 5, s. 501-516.
ZÍTEK, Pavel, VÍTEČEK, Antonín. Návrh řízení podsystémů se zpožděními a nelinaritami. 1. vyd. Praha : Nakladatelství ČVUT, 1999. 165 s. ISBN 80-01-01939-X.
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
-
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant odprezentoval před komisí hlavní cíle a výsledky své diplomové práce. Součástí prezentace nebyla praktická ukázka. Následně byl student seznámen s posudky vedoucího a oponenta diplomové práce. Diplomant postupně odpověděl na otázky oponenta práce.
Komise vznesla k obhajobě následující dotazy:
1) Prof. Řeřucha: Proč je naměřená charakteristika tak výrazně zašuměná?
2) Prof. Řeřucha: Jakého řádu byla měřená soustava?
3) Dr. Sysala: Lze zlepšit odhad statických parametrů modelu?
4) Prof. Vašek: Jaké je max. dopravní zpoždění této soustavy?
5) Prof. Prokop: Jaký je rozdíl mezi "obyčejným" a anizochronním modelem?