Předmět Teorie automatického řízení (MTI / TAR*S)

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

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Témata přednášek:1. Základy identifikace spojitých systémů: Úvod do parametrické a neparametrické identifikace, základní pojmy, identifikovaný systém, vstupní a výstupní signály.2. Měření na reálných procesech, volba pracovního bodu.3. Parametrizace obrazového přenosu z měřených dat.4. Analýza dynamických systémů: Klasifikace dynamických systémů, lineární dynamické systémy, vnější a vnitřní popis.5. Obrazový přenos, řád soustavy, řád astatizmu, podmínka fyzikální realizovatelnosti. Odezvy dynamických systémů na budící signály.6. Bloková algebra: Analytické určení výsledného přenosu, postupné úpravy blokového schématu vycházející z přípustných úprav, Masonův vzorec.7. Frekvenční analýza: Frekvenční charakteristiky v komplexní rovině, logaritmická amplitudová a fázová charakteristika, amplitudová a fázová bezpečnost.8. Syntéza jednoduchých regulačních obvodů: Struktura regulačního obvodu, regulátory typu PID, realizace D členu.9. Beznárazové přepínání ručního a automatického provozu. Vliv struktury regulátoru na ustálenou hodnotu regulační odchylky.10. Optimální seřízení PID regulátorů podle zobecněného kvadratického kriteria.11. Optimální seřízení PID regulátorů podle minima lineární regulační plochy.12. Optimální seřízení PID regulátorů podle optimálního modulu.13. Frekvenční metody syntézy.14. Rozvětvené regulační obvody: invariantnost obvodu proti poruchám, regulační obvod s pomocnou akční a regulovanou veličinou.15. Nelineární dynamické systémy: Matematický popis nelineárních systémů, základní typy nelinearit.16. Analýza ve fázovém prostoru, linearizace.17. Stabilita nelineárních systémů.18. Přímá Ljapunovova metoda a Popovovo kriterium stability. Reléové obvody.19. Dynamické systémy s více vstupy a výstupy: (MIMO - systémy ) jejich popis, přenosové matice, struktura bloková algebra.20. Uzavřený regulační obvod, invariantní a autonomní regulace.Náplň cvičení:Cvičení podporují přednášenou problematiku s důrazem na aplikaci teorie na konkrétních modelech i reálných systémech - laboratorních úlohách. Forma cvičení je seminární a laboratorní. Semináře i práce v laboratořích jsou bezprostředně podporovány SW v prostředí MATLAB - SIMULINK Každý student dostává a vypracuje semestrální práci. Předpokládá se znalost kromě základního kurzu matematiky i dobrá znalost Laplaceovy transformace.Tématické okruhy cvičení:1. Matematicko-fyzikální analýza, práce s MATLABEM.2. Měření statických charakteristik a realizace identifikačních měření na reálných soustavách v laboratoři pomocí Real Time Toolboxu MATLABu.3. Parametrizace obrazového přenosu zvolené struktury z měření.4. Bloková algebra. Aplikace metody postupných úprav, signální rovnice a Masonův vzorec.5. Analýza uzavřeného regulačního obvodu při změnách zesílení zpětné vazby metodou geometrického místa kořenů.6. Frekvenční analýza dynamických systémů.7. Ruční seřízení PID regulátoru, seřízení PID regulátoru podle kvadratického kriteria.8. Optimální seřízení PID regulátorů podle optimálního modulu.9. Seřízení PID regulátoru ve frekvenční oblasti.10. Nastavení parametrů PID -regulátoru ne reálné soustavě, srovnání vlastností reálného a modelovaného regulačního obvodu.11. Seřízení regulačního obvodu s pomocnou akční a regulovanou veličinou.12. Popis nelineárních systémů, linearizace, trajektorie ve fázové rovině. Měření na reálných systémech. Modelování nelineárních charakteristik reálných soustav.13. Stabilita nelineárních systémů.14. Vícerozměrové systémy, autonomní regulace.

Získané způsobilosti

Předmět poskytuje studentům orientaci a praktické zkušenosti z analýzy, syntézy a identifikace spojitých lineárních dynamických systémů, základy analýzy a syntézy nelineárních systémů. Rozšiřuje pohled na návrh PID regulátorů a ukazuje praktické aplikace jak na modelech dynamických systémů tak i na reálných soustavách.

Literatura

www: http://www.fm.vslib.cz/~krtsub/fm/modrlak/pdf/tar1_ads.pdfRaven, F. H. Automatic Control Engineering. New York, McGraw-Hill: 1995. Kuo, B.C.:. Automatic control systems. John Wiley & Sons, Inc. New York, 1995. Lurie, B.J. - Engright, J.P.:. Clasical Feedback Control. With Matlab. Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, 2000. 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. Pták, P. Diferenciální rovnice: Laplaceova transformace. [Skriptum]. Praha, ČVUT: 1999. Veit, J. Integrální transformace. Praha, SNTL: 1979. Pírko, Z. - Veit, J. Laplaceova transformace. Praha/Bratislava, SNTL/Alfa: 1972. Víteček, A. Matematické metody automatického řízení: transformace L a Z. [Skriptum]. Ostrava, VŠB TU: 1988. Noskievič, P. Modelování a identifikace systémů. MONTANEX a.s., 1999, Ostrava. nullwww: http://www.fm.vslib.cz/~krtsub/fm/modrlak/pdf/tar1_ads.pdfnullKubík, S. - Kotek, Z. - Strejc, V. - Štecha, J. Teorie automatického řízení I: lineární a nelineární systémy. Praha/Bratislava, SNTL/Alfa: 1982. Fenclová, M. - Pech, Z. - Suková, M. Teorie automatického řízení. [Skriptum]. Praha, ČVUT, 1998. Kotek, Z. - Štecha, J. Teorie automatického řízení spojitě lineárních systémů. Praha, ČVUT: 1980. Kubík, S. - Kotek, Z. - Šalomon, M. Teorie regulace I: lineární regulace. Praha, SNTL: 1982. Olehla, M. Základy aplikované kybernetiky. [Skriptum]. Liberec, TU, 1997. Hanuš, B. - Balda, M. a kol. Základy technické kybernetiky. Praha, SNTL: 1986. Janeček, J. - Modrlák, O. Základy technické kybernetiky: příklady. [Skriptum]. Liberec, VŠST: 1987. Mykiska, A. Základy technické kybernetiky. [Skriptum]. Praha, ČVUT: 1992.

Požadavky

Zápočet: Aktivní účast na laboratorních praktikách, vypracování protokolu z řešené problematiky.Zkouška: Písemná a ústní.

Garant

Ing. Petr Mrázek, Ph.D.

Vyučující

Ing. Petr Mrázek, Ph.D.Ing. Petr Mrázek, Ph.D.