Předmět Řídicí systémy v mechatronice (MTI / RSM)

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

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Přednášky:1. Analýza dynamických systémů, přenosová funkce, póly, nuly, dopravní zpoždění.Stavový popis, pozorovatelnost, řiditelnost, Kalmanova reprezentace2. Identifikace parametrů obrazového přenosu zvolené struktury metodou nejmenších čtverců na základě měření na reálném objektu, podmínky identifikace, volba struktury.3. Vývojový diagram identifikačního procesu. Redukce řádu modelu a verifikace modelu. Neurčitost systému.Softwarová podpora identifikace.4. Bloková algebra, Masonův vzorec, signálové rovnice.5. Frekvenční charakteristiky systému. Nyquistův a Bodeho graf.6. Nyquistovo kritérium stability, další frekvenční ukazatelé stability.7. Geometrické místo kořenů (Root Loci).8. Zpětnovazební řízení. PID regulátor - jeho spojitá a diskrétní podoba, metody jednoduchého seřízení PID.9. Numerická kritéria seřízení PID regulátoru. Seřízení pomocí Root Locus.10. Frekvenční seřízení regulátorů typu PID (Ackerman).11. Rozšířené struktury řízení SISO procesů (kaskádní řízení, ?). Řízení s vnitřním modelem.12. Estimace stavů. Stavový regulátor. Stavový regulátor pro sledování žádané hodnoty. Výpočet parametrů regulátoru metodou umístění pólů.13. Systémy s více vstupy a výstupy (MIMO). Popis, směrovost.14. Základy robustního přístupu k řízení. Robustní stabilita.Náplň cvičení:1. Softwarové prostředky řízení (Matlab, Simulink, LabView). Možnosti komunikace s měřicí kartou (s reálným procesem). Zadání semestrální práce.2. Póly, nuly, dopravní zpoždění. Stavový popis.3. Statické vlastnosti reálného procesu (měření). Návrh identifikačního měření v pracovním bodě.4. Dynamické vlastnosti reálného procesu (měření). Odhad parametrů přenosové funkce z měřených dat.5. Bloková algebra, Masonův vzorec, signálové rovnice.6. Frekvenční charakteristiky systémů s dopravním zpožděním v komplexní rovině, amplitudová a fázová bezpečnost. Nyquistův a Bodeho graf.7. Frekvenční vlastnosti reálného procesu (měření).8. Geometrické místo kořenů.9. Návrh uzavřeného regulačního obvodu, základní seřízení parametrů PID regulátoru na modelu a ověření vlastností na reálném procesu (měření).10. Syntéza regulátoru podle geometrického místa kořenů (měření).11. Syntéza regulátoru PID ve frekvenční oblasti.12. Dopředná regulace a návrh regulátoru s vnitřním modelem (měření). Rozvětvené regulační obvody a pomocnou akční a měřenou veličinou. Kaskádní regulace.13. Stavová regulace (měření).14. Neurčitost. Robustní stabilita. Diskuze nad semestrální prací. Zápočet.

Získané způsobilosti

Studenti získají dobré znalosti a praktické zkušenosti z experimentální identifikace parametrů obrazového přenosu zvolené struktury, analýzy a syntézy dynamických systémů, Seřizování PID regulátorů, základy návrhu průmyslových regulačních systémů, a přehled o popisu vícerozměrových systémů a základní znalosti z návrhu stavového řízení. Seznámí se s implementací řídících algoritmů a využíváním moderních softwarových prostředků. Výuka je podporovaná internetem a pomáhá studentům při přípravě I vlastních řešení a experimentování.Praktická i teoretická výuka využívá softwarové podpory MATLABu.

Literatura

www: http://www.fm.vslib.cz/~krtsub/fm/modrlak/pdf/tar1_ads.pdfKuo, B.C.:. Automatic control systems. John Wiley & Sons, Inc. New York, 1995. GRACE,A.-LAUB,J.A.-LITTLE,J.N.-THOMPSON,C.M. Control System Toolbox. For Use with MATLAB. User s Guide. The Math Works,Inc., 1995. Grace, A., Laub, J., A., Litle, J., N., Thomson, C., M. Control System Toolbox. For Use with MATLAB. User s Guide. The Math Works,Inc., 1995. Isermann, R.:. Mechatronics Systems. Fundamentals. Springer, London., 2003. ISBN ISBN 1852336935.NOSKIEVIČ,P.:. Modelování a identifikace systémů. MONTANEX a.s., Ostrava., 1999. Shinskey, F. G. Process Control Systems. Application, Design, and Tuning. Mc Graw Hill. ISBN 0-07-057101-5.www: http://www.fm.vslib.cz/~krtsub/fm/modrlak/pdf/tar1_ads.pdf

Požadavky

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, odevzdání vyhovujících protokolů. Zkouška je písemná a ústní.

Garant

doc. Ing. Osvald Modrlák, CSc.

Vyučující

doc. Ing. Osvald Modrlák, CSc.Ing. Lukáš Hubka, Ph.D.doc. Ing. Osvald Modrlák, CSc.