|
Vyučující
|
-
Matušů Radek, doc. Ing. Ph.D.
-
Vašek Vladimír, prof. Ing. CSc.
-
Navrátil Pavel, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
- Popis diskrétního regulačního obvodu, rozbor vlastností jednotlivých členů, tvarovací člen, vzorkovací člen, Z-transformace. - Modifikovaná Z-transformace, spojitá část diskrétního regulačního obvodu, její Z-přenos, lineární diferenční rovnice a její řešení, Z-přenos diskrétního členu, způsoby jeho programování, impulsní charakteristika, váhová matice. - Algebra Z-přenosů, přenosy a signály v uzavřeném diskrétním regulačním obvodu, charakteristický polynom, pseudocharakteristický polynom, charakteristická rovnice, fyzikální realizovatelnost, ustálená regulační odchylka. - Pojem stability diskrétního regulačního obvodu, podmínky stability, použití standardních kritérií stability pro spojité systémy, bilineární transformace, kritéria stability vycházející z charakteristické rovnice diskrétního obvodu, modifikované Routh-Schurovo kritérium, Schurovo algebraické kritérium. - Syntéza diskrétního regulačního obvodu, podmínky, předpoklady, regulátory s pevně danou strukturou, dvou a třípolohový regulátor s penalizací akčního zásahu, polohový a přírůstkový PSD regulátor, způsoby náhrady integrace a derivace u PSD regulátorů. - P, PD, PS, PSD regulátor, podmínky kompatibility s příslušnými spojitými regulátory, modifikace PSD regulátorů ( odstranění vlivu změn žádané veličiny - Takahashiův PSD regulátor, průměrná diference, tlumení diferenčního členu setrvačností, řešení vlivu omezení akční veličiny - wind-up efekt, zapojení s dopřednou regulací). - Volba periody vzorkování diskrétního regulačního obvodu. Seřízení PSD regulátorů. Určení parametrů PSD regulátoru z přechodové charakteristiky, seřízení regulátoru metodou Ziegler-Nicholse pro proporcionální soustavy se setrvačností 1.řádu. - Seřízení regulátoru metodou Ziegler-Nicholse pro proporcionální soustavy se setrvačností 2.řádu. Seřízení PSD regulátorů metodou Inverze dynamiky, určení parametrů PSD regulátoru na základě požadavku na rozmístění pólů, metoda hodnotového přizpůsobení. - Obecný lineární regulátor, přímovazební řízení, zpětnovazební řízení - regulátor navržený z podmínky fyzikální realizovatelnosti a z podmínky stability. - Obecný lineární regulátor pro regulaci s konečným počtem kroků regulace, řešení omezení akční veličiny, diskrétní regulační obvod s měřenou poruchovou veličinou. - Algebraická teorie diskrétního lineárního řízení, okruhy, tělesa, polynomy, základní a speciální operace s polynomy. - Diofantická rovnice, její řešení, speciální metody řešení diofantické rovnice. - BIBO stabilita, odvození podmínky stability algebraickou metodou, syntéza stabilního časově optimálního řízení. - Syntéza konečného časově optimálního řízení, časově optimálního řízení s omezenou velikostí akční veličiny.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení, Laborování, Cvičení na počítači, Praktické procvičování
- Účast na výuce
- 70 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| U studenta se předpokládají základní znalosti vysokoškolské matematiky, fyziky a základů automatického řízení, obsažené v předmětech zařazených v předcházejících semestrech studia. |
| U studenta se předpokládají základní znalosti vysokoškolské matematiky, fyziky a základů automatického řízení, obsažené v předmětech zařazených v předcházejících semestrech studia. |
| Výsledky učení |
|---|
| Po absolvování předmětu je student seznámen s problematikou automatizace spojitých technologických procesů metodami diskrétního řízení. Je schopen navrhnout a realizovat počítačový řídicí systém pro řízení spojitých technologických procesů. |
| Po absolvování předmětu je student seznámen s problematikou automatizace spojitých technologických procesů metodami diskrétního řízení. Je schopen navrhnout a realizovat počítačový řídicí systém pro řízení spojitých technologických procesů. |
| - Vysvětlit funkci diskrétního regulačního obvodu |
| - Vysvětlit funkci diskrétního regulačního obvodu |
| - Vysvětlit realizaci diskrétního modelu regulované soustavy a regulátoru |
| - Vysvětlit realizaci diskrétního modelu regulované soustavy a regulátoru |
| - Vysvětlit použití nových prvků, nezbytných pro vytvoření ze spojitého regulačního obvodu regulační obvod diskrétní |
| - Vysvětlit použití nových prvků, nezbytných pro vytvoření ze spojitého regulačního obvodu regulační obvod diskrétní |
| - Explain the realization of the discrete model of the regulated system and the controller |
| - Explain the realization of the discrete model of the regulated system and the controller |
| - Popsat pravidla blokové algebry diskrétních regulačních obvodů |
| - Popsat pravidla blokové algebry diskrétních regulačních obvodů |
| - Vysvětlit aplikaci metod analýzy diskrétního obvodu - průběhy veličin RO, stabilitu, fyzikální realizovatelnost, ustálenou regulační odchylku |
| - Vysvětlit aplikaci metod analýzy diskrétního obvodu - průběhy veličin RO, stabilitu, fyzikální realizovatelnost, ustálenou regulační odchylku |
| - Definovat podmínky, předpoklady a východiska pro metody syntézy diskrétního regulačního obvodu |
| - Definovat podmínky, předpoklady a východiska pro metody syntézy diskrétního regulačního obvodu |
| - Popsat návrh diskrétních regulátorů s pevnou strukturou - PSD regulátory |
| - Popsat návrh diskrétních regulátorů s pevnou strukturou - PSD regulátory |
| - Definovat charakter obecných lineárních regulátorů |
| - Definovat charakter obecných lineárních regulátorů |
| - Popsat metody návrhu obecných lineárních regulátorů klasickými metodami komplexní funkce komplexní proměnné |
| - Popsat metody návrhu obecných lineárních regulátorů klasickými metodami komplexní funkce komplexní proměnné |
| - Popsat metody návrhu obecných lineárních regulátorů metodami algebraické teorie diskrétního řízení |
| - Popsat metody návrhu obecných lineárních regulátorů metodami algebraické teorie diskrétního řízení |
| Odborné dovednosti |
|---|
| - Realizovat identifikaci reálné regulované soustavy |
| - Realizovat identifikaci reálné regulované soustavy |
| - Vytvořit matematický model identifikované soustavy ve spojité i diskrétní oblasti |
| - Vytvořit matematický model identifikované soustavy ve spojité i diskrétní oblasti |
| - Verifikovat vytvořený matematický model s reálným měřením |
| - Verifikovat vytvořený matematický model s reálným měřením |
| - Posoudit stabilitu navrženého diskrétního regulačního obvodu |
| - Posoudit stabilitu navrženého diskrétního regulačního obvodu |
| - Posoudit fyzikální realizovatelnost navrženého diskrétního regulačního obvodu |
| - Posoudit fyzikální realizovatelnost navrženého diskrétního regulačního obvodu |
| - Vypočítat ustálenou regulační odchylku pro libovolný tvar vstupního signálu |
| - Vypočítat ustálenou regulační odchylku pro libovolný tvar vstupního signálu |
| - Navrhnout PSD regulátor pro danou soustavu |
| - Navrhnout PSD regulátor pro danou soustavu |
| - Navrhnout PSD regulátor pro danou soustavu |
| - Navrhnout PSD regulátor pro danou soustavu |
| - Navrhnout obecný lineární regulátor metodami algebraické teorie diskrétního řízení |
| - Navrhnout obecný lineární regulátor metodami algebraické teorie diskrétního řízení |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednášení |
| Přednášení |
| Laborování |
| Laborování |
| Praktické procvičování |
| Praktické procvičování |
| Cvičení na počítači |
| Cvičení na počítači |
| Hodnotící metody |
|---|
| Kombinovaná zkouška (písemná část + ústní část) |
| Kombinovaná zkouška (písemná část + ústní část) |
|
Doporučená literatura
|
-
Advanced Control with MATLAB & Simulink. 3rd ed. London : Ellis Horwood Limited, 1996. ISBN 013309667X.
-
Franclin, G.F. Feedback Kontrol of Dynamics Systéme. London, 2006.
-
Kozák, Š. Lineárne číslicové systémy I. Bratislava : STU, 1991. ISBN 80-227-0767-8.
-
Kučera, V. The Algebraic Approach to Control Systém Design. In: Polynomial Methods in Optimal Control and Filtering (K. J. Hunt, Ed.). . London, 1993.
-
Kučera, Vladimír. Algebraická teorie diskrétního lineárního řízení. 1. vyd. Praha : Academia, 1978.
-
Navrátil P. Automatizace, vybrané statě. Zlín, 2011.
-
Šulc, B., Vítečková, M. Teorie a praxe návrhu regulačních obvodů. Praha, 2004.
-
VAŠEK, V. Teorie automatického řízení II. Brno, 1990. ISBN 802140115X.
|