Automatické řízení

Přednášející:

Pavel Zítek (gar.), Milan Hofreiter, Petr Klán, František Král, Růžena Petrová

Cvičící:

Dana Bauerová, Ivo Bukovský, Jaromír Fišer, Hynek Havliš, Milan Hofreiter, František Král, Růžena Petrová, Goran Simeunović, Pavel Trnka, Stanislav Vrána, Tomáš Vyhlídal, Filip Zámek, Miroslav Žilka

Anotace:

Základní pojmy řízení technických objektů, zpětná vazba. Bloková interpretace objektu, jeho statika a dynamika. Logické řídicí obvody - kombinační a sekvenční - jejich syntéza, programovatelné automaty. Měření základních veličin pro účely řízení, unifikace signálů a přístrojů. Přechodové a frekvenční vlastnosti přístrojů, objektů a obvodů, matematické modely a bloková algebra. Spojitá regulace, základní principy a dosahované vlastnosti regulace. Stabilita spojitého regulačního obvodu. Funkční principy prostředků automatického řízení, aplikace mikropočítačů v řízení.

Požadavky:

viz www.fs.cvut.cz/ar

Osnova přednášek:

Binární veličiny logického řízení, jejich definice, popis tabulkou a Karnaughovou mapou, Booleova algebra, identity, dualita.

Syntéza kombinační logické funkce na kanonický tvar součtový a součinový. Univerzální operace NAND a NOR. Sekvenční logická funkce, klopný obvod.

Syntéza jednodušších sekvenčních logických funkcí a obvodů. Aplikace logického řízení na příkladech. Programovatelný automat.

Analogové řízení procesu v přímé a zpětné vazbě, regulátor. Statické vlastnosti objektů a jejich spojení. Uzavřený regulační obvod (URO), trvalá regulační odchylka.

Přechodové charakteristiky objektů, časové konstanty, vlastní kmity. Přechodové charakteristiky při řazení bloků.

Regulační obvod s regulátory typu P, PI, PD, PID. Odstranění trvalé regulační odchylky integrací. Kmitavost regulačního pochodu, vliv parametrů regulátoru. Dvoupolohová regulace.

Vynucené kmity a frekvenční vlastnosti objektů, frekvenční přenos, amplitudová a fázová frekvenční charakteristika (FCH), logaritmické zobrazení.

Algebraický popis dynamických vlastností obvodů pomocí přenosů. Přenos poruchy a řízení obvodem. Frekvenční vlastnosti URO a jejich ovlivnění parametry regulátoru PID.

Charakteristická rovnice a stabilita URO. Stabilita podle (FCH) charakteristik. Kritéria stability - Hurwitzovo a Michajlovovo.

Seřízení regulátoru podle kritického nastavení - Ziegler a Nichols. Kvalita regulačního pochodu. Principy zpětnovazební konstrukce regulačních přístrojů.

Osnova cvičení:

1.Příklady problémů řízení - pojem zpětné vazby v řízení, příklad na kombinační logiku

2.Příklady kombinačních, sekvenčních logických funkcí

3.Příklady syntézy sekvenčního řízení

4.Laboratorní cvičení - úlohy z kombinační, sekvenční logiky, programovatelný automat

5.Laboratorní cvičení - úlohy z kombinační, sekvenční logiky, programovatelný automat, případně měření statických charakteristik

6.Příklady soustav - jejich statické a přechodové charakteristiky, příklady regulátorů P, PI

7.Frekvenční charakteristiky, příklady jejich výpočtů

8.Laboratorní cvičení - úlohy z oblasti analogového a digitálního řízení

9.Laboratorní cvičení - úlohy z oblasti analogového a digitálního řízení

10.Příklady na přenosový popis uzavřeného regulačního obvodu, algebra blokových schémat

11.Příklady syntézy analogových regulačních obvodů

12.Příklady ověření stability regulačního obvodu, kritérium Hurwitzovo a Nyquistovo

13.Příklady diskrétního řízení

14.Závěrečné teoretické cvičení - zápočet, konzultace

Cíle studia:

The goal of this course is to introduce students into basic knowledge of automatic control theory and practice like transfer functions, open versus closed loop control, design of controllers and frequency based analysis of control systems. The course also concentrates on logic control and control via programmable logic controllers. Some seminaries are arranged in laboratories where practical skills and control engineering methods are trained. Students begin to work with MATLAB software as a common platform of control engineers.

Studijní materiály:

Zítek, P. - Hofreiter, M. - Hlava, J.: „Automatické řízení“ , 1999, ČVUT

Hofreiter, M. a kolektiv : „ Příklady a návody z automatického řízení“, 2003, ČVUT

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: