Předmět Číslicové řízení (MTI / CRI)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu MTI / CRI - Číslicové řízení, Fakulta mechatroniky a MIS, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Témata přednášek:1. Diskrétní popis spojitých systémů, struktura diskrétních regulačních obvodů, diskretizace modelu spojité části regulačního obvodu (Z-transformace váhové funkce, přímá transformace obrazového přenosu)2. Vzorkování a tvarování signálů, filtrace, stabilita.3. Diskrétní parametrická identifikace, model stacionárního náhodného procesu, diskrétní modely ARX, OE, ARMAX, BJ, odhad parametrů ARX modelu metodou nejmenších čtverců, odhad pomocí korelačních funkcí, vlastnosti odhadu.4. Číslicový PID regulátor a optimalizace jeho parametrů podle zvoleného kritéria.5. Implementace číslicových regulátorů, vliv struktury, délky slova a periody vzorkování na přesnost číslicových regulačních algoritmů.6. Číslicové regulátory s optimalizovanou strukturou, kompenzační regulátory, neminimální fázovost diskrétního přenosu soustavy a její důsledky na stabilitu obvodu7. Podmínková rovnice stability, návrh zpětnovazebního regulátoru v konečném počtu kroků regulace (slabá, silná verze).8. Prediktivní řízení založené na modelu (MPC model predictive control), princip ustupujícího horizontu.9. -10 Nejběžnější lineární modely používané v MPC. Základní průmyslové varianty MPC algoritmů (zejména algoritmy Dynamic Matrix Control, Model Algorithmic Control a Predictive Functional Control)11-12. Zobecněné prediktivní řízení (GPC).13. Uvažování omezení v algoritmech MPC, splnitelnost omezení, stabilita algoritmů MPC s omezeními. Volba parametrů MPC regulátorů.14. Úvod do problematiky robustnosti MPC.Náplň cvičení:Témata přednášek:1. Diskretizace spojitých systémů2. Vyšetřování stability diskrétních regulačních obvodů a systémů3. Identifikace diskrétními modely4-5 Návrh a simulace číslicových PID regulátorů, vliv modifikací a různých realizací D složky6. Matematické prostředky číslicové regulace, řešení diofantických rovnic7. Návrh a simulace číslicových regulátorů s optimalizovanou strukturou, podmínková rovnice stability8. Návrh a simulace číslicových regulátorů - algebraické metody9. Návrh regulátorů metodou DMC bez omezení10. Zavedení omezení do návrhu prediktivních regulátorů, kvadratické programování11. Návrh regulátorů metodou GPC.12.-13 Aplikace prediktivních regulátorů na rozsáhlé úlohy, spolupráce s podřazenými PID regulátory14. Robustnost prediktivních regulátorů, zápočty

Získané způsobilosti

Absolvent předmětu je schopen navrhovat číslicové regulátory pro většinu běžných aplikací. Dokáže řízený systém popsat diskrétním modelem a v závislosti na jeho složitosti a cílech řízení zvolit vhodný regulátor i jeho nastavení. Spektrum regulátorů, které ovládá sahá od jednoduchých číslicových analogií klasických PID regulátorů až k prediktivním regulátorům založeným na modelu, které jsou vhodné pro složité aplikace.

Literatura

Franklin, G., F. & Powell, J., D. & Workman, M., L. Digital Control of Dynamic Systems. Addison - Wesley, 1998. Albertos, P., Sala, A. Multivariable Control Systems. Springer Verlag,, 2004. ISBN 1852337389.Ljung, L.:. System Identification. Theory for the User. Prentice - Hall, Inc. Upper Saddle River. New Jersey, 1999. Hanuš, B. - Olehla, M. - Modrlák, O. (2000) Číslicová regulace technologických procesů. Algoritmy, matematicko-fyzikální analýza, identifikace, adaptace. Brno: VUTIUM. Rossiter, J.A. (2003), Model-based predictive control, A Practical Approach, CRC Press. Šulc, B. & Vítečková, M. (2004), Teorie a praxe návrhu regulačních obvodů, Praha: Vydavatelství ČVUT.

Požadavky

Vypracování zadaných semestrálních prácí, aktivní účast na laboratorních praktikách, zápočet, souhrnná zkouška.Předpokládají se znalosti z kurzu Automatické řízení a dobrá orientace v maticovém počtu a v základech spojitého lineárního řízení.

Garant

doc. Dr. Ing. Jaroslav Hlava

Vyučující

doc. Dr. Ing. Jaroslav Hlavadoc. Dr. Ing. Jaroslav Hlava