AUTOMATYKA I REGULACJA AUTOMATYCZNA
Transkrypt
AUTOMATYKA I REGULACJA AUTOMATYCZNA
KIERUNEK STUDIÓW: NAZWA PRZEDMIOTU: ELEKTROTECHNIKA AUTOMATYKA I REGULACJA AUTOMATYCZNA (stacjonarne: 60h – wykład, 30h - ćwiczenia rachunkowe, 30h – laboratorium) Semestr: IV V W Ć 2E 2 2E - - L 2 P - S - Cel zajęć: Przekazanie studentom podstawowej wiedzy na temat metod analizy, projektowania i technicznej realizacji systemów sterowania i regulacji ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystania w automatyce technologii informatycznych. Program zajęć: Wykład: Pojęcia wstępne. Rys historyczny rozwoju automatyki, jej stan obecny i perspektywy. Sterowanie a regulacja. Klasyfikacja i przykłady układów sterowania. Liniowe, ciągłe elementy układów sterowania i ich matematyczny opis. Równania dynamiki, transmitancja operatorowa, opis w przestrzeni stanów, standardowe wymuszenia, modele częstotliwościowe (transmitancja widmowa, charakterystyki częstotliwościowe). Liniowe człony pierwszego i drugiego rzędu. Struktury układów sterowania. Schematy blokowe i ich przekształcanie. Ciągłe, liniowe, jednowymiarowe Układy Automatycznej Regulacji (UAR) - ujemne sprzężenie zwrotne i jego wpływ na realizację zadań automatycznej regulacji. Jakość regulacji i kryteria jej oceny. Stabilność. Regulacja statyczna i astatyczna. Regulatory i korektory. Klasyczne metody syntezy jednowymiarowych, ciągłych, liniowych układów automatycznej regulacji. Dyskretne w czasie układy automatycznej regulacji i ich matematyczny opis przekształcenie Z, równania różnicowe, transmitancje impulsowe. Konwencjonalne i specjalne algorytmy regulacji cyfrowej i wybrane metody ich strojenia. Problemy praktycznej realizacji komputerowych systemów automatyki. Wykorzystanie środowisk programistyczno-sprzętowych (np. LabView, Matlab) do analizy UAR i projektowania wirtualnych urządzeń sterujących. Wybrane metody analizy nieliniowych układów automatycznej regulacji. Metoda funkcji opisującej, metody Lapunowa. Regulacja 2P. Nieliniowe systemy regulacji komputerowej. Ćwiczenia rachunkowe: Wyznaczanie, wykreślanie i interpretacja, czasowych i częstotliwościowych charakterystyk elementów i układów regulacji ciągłej i dyskretnej. Przekształcanie schematów blokowych. Badanie stabilności jednowymiarowych, ciągłych i dyskretnych układów regulacji. Analiza wpływu typu i parametrów regulatora (korektora) na jakość regulacji w dziedzinie czasu i częstotliwości. Synteza układów regulacji i analiza ich wrażliwości. Laboratorium: Wyznaczanie czasowych i częstotliwościowych charakterystyk członów dynamicznych. Badanie właściwości dynamicznych ciągłych i dyskretnych w czasie konwencjonalnych algorytmów regulacji. Identyfikacja obiektów regulacji i sygnałów. Analiza i synteza układów regulacji cyfrowej metodą symulacji komputerowej. Strojenie ciągłych i cyfrowych regulatorów PID. Analiza nieliniowego układu regulacji na przykładzie dwupołożeniowej stabilizacji temperatury. Projektowanie i realizacja systemów sterowania binarnego z pomocą swobodnie programowanych sterowników PLC. Badanie układu regulacji obiektu fizycznego z mikroprocesorowym regulatorem przemysłowym zawierającym funkcję autostrojenia. Wykorzystanie środowiska LabView do realizacji adaptacyjnego układu regulacji. Literatura: 1. Władysław Pełczewski: Teoria sterowania. WNT, W-wa 1980 2. Tadeusz Kaczorek: Teoria sterowania.Tom I, „Układy liniowe ciągłe i dyskretne. PWN, W-wa 77 3. Tadeusz Kaczorek: Teoria sterowania. Tom II, „Układy nieliniowe, procesy stochastyczne oraz optymalizacja statyczna i dynamiczna”. PWN, W-wa 81 4. Zdzisław Bubnicki: Teoria i algorytmy sterowania. PWN W-wa 2002 5. Ryszard Gessing: Podstawy automatyki. Wyd. Pol. Ślaskiej. Gliwice 2001 6. Y. Takahashi, M. J. Rabins, D. M. Auslander: Sterowanie i systemy dynamiczne. WNT, W-wa 1976 7. Philippe de Larminat, Yves Thomas: Automatyka - układy liniowe.T 1,2,3. WNT, W-wa 1983 8. Katsuhito Ogata: Metody przestrzeni stanów w teorii sterowania. WNT W-wa 1974 9. Jurgen Ackermann : Regulacja impulsowa, WNT 1976 10. A. Englot: Sterowanie dyskretne. Wyd. Pol. Krakowskiej. Kraków 1999 11. Jerzy Brzózka: Regulatory cyfrowe w automatyce. Wyd. MIKOM W-wa 2002 12. K. Amborski, A. Marusak: Ćwiczenia z teorii sterowania. WPW W-wa 84 13. K. Baron i in.: Zbiór zadań z teorii układów regulacji. Wyd. Pol. Śl. Gliwice 84