Studia Podyplomowe
Oferta dydaktyczna IAiR

Technika regulacji

Cel

Poznanie definicji i podstawowych pojęć opisu i realizacji układów sterowania i regulacji. Umiejętność analizowania i formułowania opisu zachowań typowych obiektów regulacji oraz doboru działań i nastaw regulatorów.

Opis

Wprowadzenie, pojęcia podstawowe i metody opisu matematycznego.
Człony układów regulacji.
Regulator i układ regulacji.
Wybrane przykłady zastosowań regulatorów w urządzeniach i systemach mechatronicznych

Wymagania

Znajomość podstawowych zagadnień matematyki i fizyki.

Bibliografia

  1. Kościelny W.J.: Materiały pomocnicze do nauczania podstaw automatyki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001 (III wydanie).
  2. Gessing R.: Podstawy automatyki. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
  3. Olszewski M. i in.: Mechatronika. REA, Warszawa 2002.
  4. Mazurek J., Vogt H., Zydanowicz W.: Podstawy automatyki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
  5. Olszewski M. i in.: Urządzenia i systemy mechatroniczne. REA, Warszawa 2009 (część II).

Metody oceny

Egzamin pisemny i ustny z zakresu wiedzy podanej na wykładzie.

Zaliczenie wykonania wybranych ćwiczeń laboratoryjnych.

Prowadzący

Szczegółowy rozkład zajęć

Nr Temat Opis Wymiar
1 Wprowadzenie, pojęcia podstawowe i metody opisu matematycznego Zadanie i realizacja układu sterowania i regulacji. Pojęcia podstawowe: wielkości i sygnały procesowe, struktury układów, obiekt, regulator, zachowania liniowe i nieliniowe. Rodzaje układów regulacji. Regulacja stałowartościowa. Regulacja nadążna. Przykłady realizacji.

Opis matematyczny zachowań statycznych i dynamicznych elementów i układów liniowych, równania różniczkowe, transmitancja operatorowa. Wyznaczanie charakterystyki statycznej oraz odpowiedzi na typowe wymuszenia na wejściu elementu z transmitancji operatorowej. Wyznaczanie transmitancji połączeń elementów układu.

Transmitancja widmowa, charakterystyka częstotliwościowa, logarytmiczna charakterystyka częstotliwościowa zachowań dynamicznych podstawowych elementów liniowych. Wyznaczanie charakterystyk logarytmicznych połączenia elementów składowych układu.
W 7
2 Człony układów regulacji Opis zachowań dynamicznych i przykłady podstawowych członów układów regulacji: proporcjonalnego, inercyjnego pierwszego rzędu, inercyjnego drugiego rzędu, oscylacyjnego, całkującego, różniczkującego idealnego, różniczkującego rzeczywistego i opóźniającego. Połączone działanie wielu członów układów regulacji. Połączenie szeregowe, równoległe i ze sprzężeniem zwrotnym. W 2
3 Regulator i układ regulacji Rodzaje, właściwości i zachowania regulatorów. Regulatory nieciągłe: dwustawny i trójstawny. Regulatory ciągłe: proporcjonalny (P), proporcjonalno-całkowy (PI) i proporcjonalno-całkowo-różniczkowy (PID). Regulatory cyfrowe, rodzaje. Kwantowanie i próbkowanie sygnałów. Algorytmy regulacji cyfrowej PID: pozycyjny i przyrostowy.

Wymagania stawiane układom regulacji – kryteria i wskaźniki: stabilność, jakość statyczna i dynamiczna. Regulacja obiektów statycznych. Regulacja obiektów astatycznych. Dobór nastaw regulatora. Regulacja kaskadowa silników elektrycznych. Forsowanie prędkości w układzie regulacji kaskadowej. Przykład oceny stabilności układu regulacji przy pomocy kryterium Nyquista.
W 5
4 Wybrane przykłady zastosowań regulatorów w urządzeniach i systemach mechatronicznych Regulacja stałowartościowa prędkości obrotowej silnika elektrycznego: z wykorzystaniem regulatora proporcjonalnego i regulatora proporcjonalno- całkowego. Regulacja położenia w układzie napędowym z silnikiem elektrycznym z wykorzystaniem regulatora proporcjonalnego. Regulacja nadążna położenia w układach napędowych maszyn i robotów: ciągły i cyfrowy układ regulacji prędkości obrotowej silników. W 2
5 Laboratorium Podstaw Automatyki Instytutu Automatyki i Robotyki Trzy, dwugodzinne ćwiczenia dotyczące tematyki wykładu, wybrane przez studentów z programu Laboratorium Podstaw Automatyki Instytutu Automatyki i Robotyki – ćwiczenia zalecane: modelowanie układów regulacji, badanie algorytmów regulacji PID, badanie jednoobwodowego układu regulacji z różnymi obiektami. L 6
Instytut Automatyki i Robotyki
Politechnika Warszawska