Regulace a senzory

Garant předmětu:

David Vyhlídal

Přednášející:

David Vyhlídal

Cvičící:

David Vyhlídal

Předmět zajišťuje:

katedra fyzikální elektroniky

Anotace:

Přednáška pojednává o teorii, návrhu a realizaci lineárních analogových a digitálních regulačních systémů a dále se také věnuje senzorům různých fyzikálních veličin. Součástí přednášky je modelování a simulace regulačních systémů na počítači pomocí programu MATLAB a praktické měření na spojitém systému s analogovou regulací (servomechanismus s elektrickým motorem), případně na spojitém systému s digitální regulací (regulace teploty pomocí Peltierova termoelektrického modulu) prováděné účastníky kurzu.

Požadavky:

12ZEL12 nebo rovnocenný

Osnova přednášek:

1. Základní pojmy v oblasti regulace (teorie řízení, kybernetika, automatizace, regulační obvod, přenos, Laplaceova transformace, póly, nuly)

2. Základní rozdělení systémů (lineární/nelineární, stacionární/nestacionární, spojitý/nespojitý)

3. Základní vlastnosti systémů (statická a dynamická charakteristika)

4. Identifikace systémů (základní struktury modelů, dopravní zpoždění, Strejcova metoda, statistické metody identifikace)

5. Základní typy regulátorů (P, I, D, PI, PD, PID)

6. Hodnocení kvality regulace (kritéria kvality, rezonanční převýšení, trvalá regulační odchylka)

7. Stabilita regulačních obvodů (kritéria stability, Nyquistovo kritérium)

8. Metody návrhu regulátorů (analytické, experimentální metody, Zieglerova-Nicholsova metoda)

9. Diskrétní regulace (vzorkování, kvantování, Z-transformace, stabilita, algoritmus řízení, diskrétní regulátor)

10. Sensory (rozdělení a základní vlastnosti, měření teploty, optické sensory)

11. Praktická úloha s regulačním systémem

Osnova cvičení:

Měření přenosové charakteristiky servosystému s motorem,určení časové konstanty systému se zpětnou vazbou a bez zpětné vazby.

Cíle studia:

Znalosti: Základní pojmy z teorie regulace. Porozumění návrhu, analýze a realizace regulačních systémů.

Schopnosti: Návrh analogových a digitálních regulačních systémů.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] S. Kubík, Z. Kotek, M. Šalamon: Teorie regulace I., Lineární regulace. Praha 1974

[2] Řízení a regulace I, P. Blaha, P. Vavřín skripta VUT v Brně

[3] Číslicová regulace, P. Ščevík, skripta VŠB Tech. Univ. Ostrava

[4] M. Kreidl: Senzory, ČVUT Praha, 1993.

Doporučená literatura:

[1] Lineární Systémy I, J. Melichar 2010 skripta ZČU Plzeň

[2] Lineární systémy 2, J. Melichar 2010, skripta ZČU Plzeň

[3] Automatické řízení, J. Balátě, BEN Praha 2003

Studijní pomůcky:

[1] Servomechanismus s elektrickým motorem

[2] Zařízení pro regulaci teploty pomocí Peltierova termoelektrického modulu

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální inženýrství - Laserová technika a fotonika (volitelný předmět)