Specjalność studiów I i II stopnia
Oferta dydaktyczna IAiR

Sterowanie procesów ciągłych

Cel

Umiejętność projektowania ciągłych i dyskretnych układów regulacji procesami ciągłymi ze sprzężeniem od wyjścia lub stanu układu.

Opis

Układy z czasem ciągłym. Układy liniowe i nieliniowe. Model układu w przestrzeni stanu. Rozwiązanie równania stanu układu liniowego. Opóźnienie transportowe. Transmitancja operatorowa. Sterowalność i obserwowalność układu. Stabilność układu. Sprzężenie zwrotne od stanu układu. Przesuwanie biegunów. Obserwator stanu układu. Układ regulacji ze stanem odtwarzanym Model układu liniowego z czasem dyskretnym w przestrzeni stanu. Wyznaczanie modelu z czasem dyskretnym na podstawie modelu z czasem ciągłym. Rozwiązanie równania stanu układu liniowego. Opóźnienie transportowe. Transmitancja dyskretna. Charakterystyki częstotliwościowe. Sterowalność i obserwowalność układu. Stabilność układu. Sprzężenie zwrotne od stanu układu. Przesuwanie biegunów. Obserwator stanu układu. Układ regulacji ze stanem odtwarzanym. Ciągły i cyfrowy regulator PID, regulator PID z automatycznym doborem nastaw. Regulacja predykcyjna. Układ sterowania bezpośredniego i sterowania nadrzędnego. Wyznaczanie modelu układu w postaci transmitancji i w przestrzeni stanu. Wyznaczanie odpowiedzi czasowych liniowego układu dynamicznego. Sprawdzanie sterowalności i obserwowalności układu. Badanie stabilności układu. Wyznaczanie sprzężenia zwrotnego od stanu układu. Synteza obserwatora stanu układu. Wyznaczanie modelu układu w postaci transmitancji i w przestrzeni stanu z czasem dyskretnym na podstawie modelu z czasem ciągłym. Wyznaczanie odpowiedzi czasowych liniowego układu dynamicznego.
Struktury układu regulacji.

Wymagania

Matematyka, Podstawy Automatyki.

Bibliografia

  1. Ogata K., Metody przestrzeni stanów w teorii sterowania, WNT, 1974.
  2. Ackerman J., Regulacja impulsowa, WNT, 1976.
  3. Douglas J. M., Dynamika i sterowanie procesów. Analiza układów dynamicznych, WNT, 1976.
  4. Douglas J. M., Dynamika i sterowanie procesów. Synteza układów sterowania, WNT, 1976.
  5. Tatjewski P., Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych, Strukturz i algorztmz, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, 2002.

Metody oceny

Egzamin.

Szczegółowy rozkład zajęć

Nr Temat Opis Wymiar
1 Układy z czasem ciągłym Układy liniowe i nieliniowe. Model układu w przestrzeni stanu. Rozwiązanie równania stanu układu liniowego. Opóźnienie transportowe. Transmitancja operatorowa. Sterowalność i obserwowalność układu. Stabilność układu. Sprzężenie zwrotne od stanu układu. Przesuwanie biegunów. Obserwator stanu układu. Układ regulacji ze stanem odtwarzanym. 12
1 Układy z czasem ciągłym Układy liniowe i nieliniowe. Model układu w przestrzeni stanu. Rozwiązanie równania stanu układu liniowego. Opóźnienie transportowe. Transmitancja operatorowa. Sterowalność i obserwowalność układu. Stabilność układu. Sprzężenie zwrotne od stanu układu. Przesuwanie biegunów. Obserwator stanu układu. Układ regulacji ze stanem odtwarzanym. W 12
2 Układy z czasem dyskretnym Model układu liniowego z czasem dyskretnym w przestrzeni stanu. Wyznaczanie modelu z czasem dyskretnym na podstawie modelu z czasem ciągłym. Rozwiązanie równania stanu układu liniowego. Opóźnienie transportowe. Transmitancja dyskretna. Charakterystyki częstotliwościowe. Sterowalność i obserwowalność układu. Stabilność układu. Sprzężenie zwrotne od stanu układu. Przesuwanie biegunów. Obserwator stanu układu. Układ regulacji ze stanem odtwarzanym. W 9
3 Algorytmy regulacji Ciągły i cyfrowy regulator PID, regulator PID z automatycznym doborem nastaw. Regulacja predykcyjna. W 7
4 Struktury układu regulacji Układ regulacji jednoobwodowej i kaskadowej. Układ sterowania bezpośredniego i sterowania nadrzędnego. W 2
1 Liniowe układy z czasem ciągłym Wyznaczanie modelu układu w postaci transmitancji i w przestrzeni stanu. Wyznaczanie odpowiedzi czasowych liniowego układu dynamicznego. Sprawdzanie sterowalności i obserwowalności układu. Badanie stabilności układu. Wyznaczanie sprzężenia zwrotnego od stanu układu – rozwiązanie zadania przesuwania biegunów. Synteza obserwatora stanu układu. C 10
2 Liniowe układy z czasem ciągłym Wyznaczanie modelu układu w postaci transmitancji i w przestrzeni stanu z czasem dyskretnym na podstawie modelu z czasem ciągłym. Wyznaczanie odpowiedzi czasowych liniowego układu dynamicznego. Sprawdzanie sterowalności i obserwowalności układu. Badanie stabilności układu. Wyznaczanie sprzężenia zwrotnego od stanu układu – rozwiązanie zadania przesuwania biegunów. Synteza obserwatora stanu układu. C 5
Instytut Automatyki i Robotyki
Politechnika Warszawska