Řízení procesů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav přístrojové a řídící techniky

Anotace:

Základní pojmy z automatického řízení. Logické řízení -kombinační logická funkce, sekvenční logická funkce, logický obvod, realizace logické funkce, programovatelné automaty. Analogové řízení -identifikace, statické a dynamické vlastnosti systémů, modely řízených objektů, linearizace, přenosy, bloková algebra, přechodová a impulsní charakteristika, regulátor typu P-I-D a regulátor dvoupolohový, regulační obvod, frekvenční vlastnosti systémů, stabilita lineárních systémů, kriteria stability, seřízení regulátorů typu P-I-D. Dopředné řízení. Realizace číslicového regulátoru-diskrétní regulační obvod, vzorkování, diskretizace, číslicový regulátor, PSD regulátor.

Požadavky:

znalosti z logického, analogového a číslicového řízení dle přednášek a úspěšné absolvování cvičení

Osnova přednášek:

1. Základní pojmy z automatického řízení, binární velčiny, kombinační a sekvenční logické funkce, zápis logické funkce, zjednodušení logické funkce, Booleova algebra, dualita, realizace logické funkce (hradla NAND a NOR, kontakty, klopný obvod RS, programovatelné automaty), sekvenční funkční diagram.

2. Popis statických a dynamických vlastností systémů, linearizace, modely lineárních dynamických systémů, dopravní zpoždění, přechodová a impulsní charakteristika, kmitavost, doba průtahu a doba náběhu, statická citlivost, přenosy lineárních dynamických systémů, algebra blokových schémat.

3. Dvoupolohohový regulátor, analogové regulátory typu P-I-D, vlastnosti, statické charakteristiky, popis v časové a frekvenční oblasti, použití.

4. Regulační obvod s regulátory typu P-I-D; kvalita regulačního pochodu (doba regulace, maximální přeregulování, trvalá regulační odchylka); kmitavost, fázovost a stabilita uzavřeného regulačního obvodu; přenos řízení a přenos poruchy regulačním obvodem.

5. Frekvenční vlastnosti systému: Nyquistova a Bodeho frekvenční charakteristiky, rezonance, frekvenční přenos systému, frekvenční vlastnosti systému s dopravním zpožděním, fázovost lineárního dynamického systému, algebra frekvenčních přenosů, požadavky na frekvenční přenos řízení a poruchy regulačním obvodem.

6. Stabilita systému, Stodolova podmínka stability, kriteria stability (Hurwitzovo, Michajlovo-Leonhardovo, Nyquistovo), amplitudová a fázová bezpečnost.

7. Seřízení regulátoru (Ziegler-Nichols metoda; z přechodové charakteristiky; metoda relé; Wadeho metoda; dle zvolených kořenů charakteristické rovnice regulačního obvodu; kompenzační seřízení).

8. Dopředné řízení: popis, blokové schéma, výhody/nevýhody, použití, kombinace zpětnovazebního a dopředného řízení.

9. Realizace číslicového (diskrétního) regulátoru: vzorkování, diskrétní regulační obvod, diskretizace lineárního spojitého modelu, PSD regulátor (polohový a přírustkový tvar), realizační úpravy PSD regulátoru.

Osnova cvičení:

1.Příklady problémů řízení - základní pojmy AŘ, řízení, zpětná vazba, kombinační log. fce

2.Příklady na kombinační, sekvenční logické řízení (obvod RS)

3.Příklady syntézy sekvenčního řízení, programovatelný automat (sekvenční funkční diagram)

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

5. Příklady modelů spojitě řízených soustav a regulátorů typu P-I-D, přenosy, vlastnosti

6. Počítačové cvičení na přechodové a impulsní charakteristiky soustavy, regulátoru, URO, na odhad modelu z přechodové charakteristiky

7. Příklady výpočtů frekvenčních charakteristik

8. Počítačové cvičení na experimentální stanovení frekvenčních charakteristik systémů

9. Laboratorní cvičení z oblasti frekvenčních vlastností systémů

10. Příklady zaměřené na posouzení stability systémů

11. Příklady zaměřené na seřízení regulátoru

12. Laboratorní cvičení z oblasti regulačních obvodů

13. Počítačové cvičení na stabilitu a seřízení regulátoru

14.Závěrečné cvičení - náhrady, konzultace, zápočty

Cíle studia:

Automatické řízení je důležitou součástí mnoha průmyslových provozů. Cílem kursu je seznámit studenty se základními teoretickými a i praktickými znalostmi z automatického řízení jako je přenos, dopředné a zpětnovazební řízení, základy návrhu řízení, frekvenční analýza řídicích systém. Předmet se též věnuje logickému řízení a realizaci logického řízení využitím programovatelných automatů. Pro praktické ověření teoretických znalostí slouží laboratorní a počítačová cvičení, kde studenti využívají téžprogramové prostředí Matlab/Simulink.

Studijní materiály:

Hofreiter, M.: Základy automatického řízení, Skriptum, ČVUT v Praze, 2012

Zítek, P.: Automatické řízení pro bakalářské studium, ČVUT v Praze, dotisk 2012

Hofreiter, M.: Příklady z automatického řízení, ČVUT v Praze, dotisk 2012

(Vzhledem k úpravám nejsou staší vydání skript (před r. 2009) pro tento předmět zcela dostačující)

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: