Předmět Analýza regulačních systémů (ARS)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu ARS - Analýza regulačních systémů, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Cílem předmětu je poskytnout posluchačům širší základ z oblasti analýzy dynamických soustav a regulačních obvodů.Tato část teorie automatického řízení je potřebná pro následující magisterské studium. Studenti budou schopni praktickyprovést identifikaci dynamických systémů a analyzovat vlastnosti dynamických systémů a regulačních obvodů s využitímvýpočetní techniky a zejména simulačních systémů Matlab a Simulink /Scilab.

Osnova

Přednášky:1. Úvod do problematiky analýzy regulačních systémů.2. Matematický základ potřebný pro řešení úloh analýzy systémů.3. Základní dynamické systémy - proporcionální, integrační, derivační, se setrvačností, systém 2. řádu, dopravnízpoždění. Základní typy diskrétních systémů. Proporcionální člen. Sumační člen. Diferenční člen. Setrvačný člen.Kmitavý člen prvého a druhého řádu. 4. Vazby mezi systémy. Řešení stavových rovnic spojitých systémů. Matice přechodu. Generátory vstupních funkcí.Diagram stavových veličin. Vnitřní a vnější popis systému. Stavová rovnice a přenosová matice. Určení vnitřníhopopisu systému z popisu vnějšího. Frobeniův a Jordanův kanonický tvar. 5. Řešení stavových rovnic diskrétních systémů. Matice přechodu. Generátor vstupních funkcí. Diagram stavovýchveličin. Stavová reprezentace diskrétních systémů. Vnitřní a vnější popis systému. Stavová rovnice a přenosovámatice. Určení vnitřního popisu systému z popisu vnějšího. Frobeniův a Jordanův kanonický tvar. 6. Souvislosti spojitého a diskrétního popisu systému. Diskretizace spojitých systémů. Frekvenční rozbor vzorkování.Tvarovací členy. 7. Zpětnovazební regulační obvod - detailní popis, funkčnost. Blokové schéma, standardní přenosy v regulačním obvodě.8. Statické a dynamické vlastnosti regulátorů.9. Metody identifikace systémů. Experimentální identifikace. Identifikace pomocí deterministických signálů. Identifikacepomocí stochastických signálů.10. Analýza zpětnovazebních obvodů v časové oblasti. Stabilita, statická přesnost a kvalita regulace. Integrálníkritéria kvality regulace. Kritéria řiditelnosti, dosažitelnosti, pozorovatelnosti a rekonstruovatelnosti. Analýzaspojitých a diskrétních regulačních obvodů ve stavovém prostoru.11. Analýza zpětnovazebních obvodů ve frekvenční oblasti. Stabilita. Analýza pomocí frekvenčních charakteristik.Metoda kořenového hodografu.12. Nelineární regulační obvody.13. Případové studie část 1 – analýza vybraných fyzikálních modelů v časové a frekvenční oblasti – laboratorníúloha.14. Případové studie část 2 – analýza vybraných fyzikálních modelů v časové a frekvenční oblasti – laboratorníúloha.Cvičení:1. Seznámení s programem cvičení a laboratoří. Školení bezpečnosti práce. Příklady regulace.2. Základní dynamické systémy a jejich statické a dynamické vlastnosti, demonstrace v programu Matlab a Simulink.3. Vnitřní stavový popis spojitých systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink.4. Vnitřní stavový popis diskrétních systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink.5. Souvislosti spojitého a diskrétního popisu systému, demonstrace v programu Matlab a Simulink – laboratorní úloha.6. Zpětnovazební regulační obvod, demonstrace v programu Matlab a Simulink.7. Statické a dynamické vlastnosti regulátorů, demonstrace v programu Matlab a Simulink – laboratorní úloha.8. Identifikace systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink – laboratorní úloha.9. Analýza zpětnovazebních obvodů v časové oblasti.10. Analýza zpětnovazebních obvodů ve frekvenční oblasti.11. Práce na projektech.12. Nelineární regulační obvody.13. Případové studie – analýza výukových fyzikálních modelů a demonstrace jejich činnosti – laboratorní úloha.14. Zápočty, kontrola projektů.Projekty:Každý student dostane zadán v průběhu semestru jeden rozsáhlejší projekt, který zpracuje s využitím výpočetní techniky.Časová náročnost cca 10 hodin. Název projektu: Analýza spojitých a diskrétních rozvětvených a vícerozměrných regulačníchobvodů.

Literatura

[1] Ožana, Š., Srovnal,V: Analýza regulačních systémů. Učební text a návody do cvičení. VŠB-TUO, FEI, 2012.[2] Balátě, J. (2004). Automatické řízení. Praha, BEN - technická literatura.[3] Vavřín,P.: Teorie automatického řízení I. Brno, VUT 1991.

Požadavky

Předmět nemá žádné korekvizity.

Garant

doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.

Vyučující

doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.Ing. Martin Pieš, Ph.D.