Návrh řídících systémů (NŘS)
Kredity: | 6 ( Přednášky: 3, Cvičení: 2) |
---|---|
Semestr: | LS |
Zakončení: | zp; zk |
Garant: | Schlegel Miloš |
Přednášející: | Schlegel Miloš |
Cvičící: | Sobota Jaroslav |
Anotace
Předmět studenty seznamuje se základními teoretickými a praktickými metodami návrhu lineárních řídicích systémů. Hlavní jeho cíle jsou následující: poskytnout přístupný a pokud možno přesný úvod do té části teorie automatického řízení, která má největší aplikační potenciál; klást důraz na vyjasnění fundamentální otázky - co lze a co nelze dosáhnout lineární zpětnou vazbou; poskytnout přehled základních přístupů k návrhu regulátorů; demonstrovat probírané metody na příkladech z praxe.
Přehled látky
1. Úvod do zpětnovazebního řízení (historie, jednoduché formy zpětné vazby)
2. Modely řízených soustav ( dvouparametrové a tříparametrové modely procesů, LTI modely, modely neceločíselného řádu, množinové modely, modely pro číslicové řízení)
3. Klasické návrhové metody (dvoustavový regulátor, Nyquistovo kritérium stability, robustní stabilita, tvarování Nyquistovy křivky, geometrické místo kořenů)
4. Fundamentální omezení pro jednoduchou lineární zpětnovazební smyčku (omezení daná senzorem a akčním členem, omezení způsobená nepřesností modelu, poruchy, Bodeho věta, paradox přiřazení pólů)
5. PID regulace (PID regulátor, filtrování derivační složky, váhové koeficienty požadované hodnoty, unášení integrační složky)
6. Kompenzační řízení, dopředná vazba (inverze systému, aproximace inverze systému, strategie řízení "pulz-skok")
7. Návrh jednoduchých regulátorů s omezenou strukturou (empirická návrhová pravidla, Q-parametrizace stabilizujících regulátorů, metoda robustních regionů, návrh robustních regulátorů PI, PID, PD, Smithova prediktoru, pidlab.com)
8. Automatické nastavování PID regulátoru (momemtová metoda, reléová metoda)
9. Regulační struktury (návrh zdola a shora, kaskádní regulace, selektorová regulace, poměrová regulace, regulace s rozdělenou akční veličinou, regulace na střed)
10. Regulace s klouzavým režimem
11. Prediktivní řízení s omezením
12. Návrh regulátoru pro soustavy s více vstupy a výstupy (princip vnitřního modelu, přiřazení pólů, LQ regulátor)
13. Příklady návrhu regulátorů reálných soustav
Požadavky
Pro získání zápočtu se vyžaduje složení kontrolního testu a vypracování semestrální práce.
Pro složení závěrečné zkoušky se vyžaduje porozumění a aktivní zvládnutí témat kurzu.
Literatura
- Základní: Přednášky předmětu "Návrh řídicích systémů" (Miloš Schlegel)
- Doporučená: ?ström, Karl J.; Hägglund, Tore. Advanced PID control. Research Triangle Park : ISA-The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 2006. ISBN 1-55617-942-1.
- Doporučená: Goodwin, Graham Clifford; Graebe, Stefan F.; Salgado, Mario E. Control system design. Upper Saddle River : Prentice Hall, 2001. ISBN 0-13-958653-9.