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