Inženýrské aplikace teorie systémů s dopravním zpožděním

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav přístrojové a řídící techniky

Anotace:

Předmět je zaměřen na využití moderní teorie systémů se zpožděním v inženýrských, především strojařských aplikacích. Úvodní část je zaměřena na klasifikaci systémů se zpožděním a analýzu jejich dynamických vlastností. Následně jsou prezentovány základní principy v návrhu řízení systémů se zpožděním, a to od klasických kompenzačních schémat (Smithův prediktor), až po metody využívající moderních optimalizačních metod spektrálního a robustního návrhu. Klíčové aspekty analýzy dynamických vlastností a syntézy řízení systémů se zpožděním jsou dále demonstrovány na typických inženýrských aplikacích - od klasické problematiky transportních zpoždění v rozvodných sítích, analýzy destabilizujích vibrací u soustružení a frézování, tlumení vibrací a kmitavých módů flexibilních mechanických systémů, po problematiku tele-operačního řízení robotů.

Požadavky:

Zvládnutí základních metod syntézy matematických modelů a teorie systémů řízení

Osnova přednášek:

1. Systémy s distribuovanými parametry a jejich popis pomocí systémů se zpožděním, klasifikace a struktura modelů se zpožděním, spektrální a frekvenční vlastnosti systému nekonečného řádu

2. Návrh systémů řízení založený na kompenzaci zpoždění, Smithův prediktor a jeho robustní verze, metoda s vnitřním modelem, metoda přidělení konečného spektra

3. Syntéza návrhu regulátoru konečného řádu pro systémy nekonečného řádu ve spektrální a frekvenční oblastech, minimalizace normy H-nekonečno.

4. Aplikace 1 - distribuované systémy s transportními zpožděními, rozvodné sítě, teplonosné potrubní systémy

5. Aplikace 2 - vznik samobuzených vibrací (tzv. regenerative chatter) v procesech soustružení a frézování

6. Aplikace 3 - algoritmy se zpožděním v systémech tlumení vibrací, zpožděný rezonátor

7. Aplikace 4 - kompenzace kmitavých módů flexibilních systémů pomocí tvarovačů signálu (např. kompenzace kývání zavěšeného břemene při pohybu portálového jeřábu)

8. Aplikace 5 - tele-operační řízení robotů s komunikačním zpožděním

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Michiels, W., Niculescu, S. I Stability, Control, and Computation for Time-Delay Systems: An Eigenvalue-Based Approach. Advances in Design and Control 27, SIAM Publications, Philadelphia, 2014

Gu K, Chen J, Kharitonov VL. Stability of time-delay systems. Springer Science & Business Media; 2003 Jun 26.

Hu, H., Wang, Z. Dynamics of Controlled Mechanical Systems with Delayed Feedback, Springer, Berlin Heidelberg, 2002

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: