kon1.doc

PLAN WYKŁADÓW Z PODSTAW AUTOMATYKI

Wykład 1

·         Podstawowe modele matematyczne stosowane w opisie procesów.

·         Relacje w układzie (pojęcia transmitancja, obserwowalność, sterowalność, niezmienniczość, wrażliwość, optymalizacja).

Treść wykładu:

Wprowadzenie do przedmiotu. Układy dynamiczne i sterowanie (historia sterowania). Podstawowe pojęcia i terminologia (modelowanie układu, formułowanie problemu). Statyka układu i linearyzacja (przyczynowość, zależności w stanie ustalonym, aproksymacja liniowa).

Wykład 2

·         Opis procesów: model, przyczynowo-skutkowy, model w przestrzeni stanu.

·         Uogólnione zmienne sygnałowe.

Treść wykładu:

Przepływ sygnału w układzie (przekształcenie Laplace’a, schematy blokowe i grafy przepływu sygnałów). Opis procesów: równania różniczkowe o parametrach skupionych, inne równania różniczkowe. Własności przekształcenia Laplac’a. Odwrotne przekształcenie Laplac’a. Inne metody opisu (logika rozmyta). Relacje w układzie (pojęcia transmitancja, obserwowalność, sterowalność, niezmienniczość, wrażliwość, optymalizacja). Transmitancja operatorowa i macierz transmitancji operatorowych

Wykład 3

·         Klasyfikacja układów sterowania

Treść wykładu:

Przykłady rachunkowe związane z przekształceniem Laplace’a. Klasyfikacja układów regulacji automatycznej. Przykłady. Schematy.

Wykład 4

·         Układy sterowania zwykłego.

·         Układy adaptacyjne.

·         Układy rozgrywające.

Treść wykładu:

Układy sterowania zwykłego. Układy adaptacyjne. Układy rozgrywające. Budowa, cechy charakterystyczne. Przykłady praktyczne.

Wykład 5

·         Właściwości układów.

·         Typowe wymuszenia.

Treść wykładu:

Właściwości układów: właściwości statyczne, właściwości dynamiczne. Wymuszenie: skokowe, impulsowe itp. Realizacja praktyczna typowego wymuszenia.

Wykład 6

·         Klasyfikacja podstawowych właściwości dynamiczne.

·         Wyznaczanie charakterystyk czasowych.

Treść wykładu:

Charakterystyka impulsowa. Charakterystyka skokowa. Odpowiedź układu na dowolne wymuszenie. Transmitancja widmowa. Macierz transmitancji widmowej.

Wykład 7

·         Charakterystyki częstotliwościowe.

·         Wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych układu złożonego.

Treść wykładu:

Charakterystyki częstotliwościowe. Charakterystyka amplitudowa. Charakterystyka fazowa. Logarytmiczna charakterystyka amplitudowa. Logarytmiczna charakterystyka fazowa. Charakterystyka amplitudowo – fazowa. Człony układów regulacji automatycznej. Przykłady - wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych układu złożonego.

Wykład 8

·         Właściwości obiektów sterowania.

·         Właściwości regulatorów.

Treść wykładu:

Przekształcanie schematów blokowych. Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych różnych obiektów sterowania. Układy ze sprzężeniem zwrotnym. Regulatory liniowe. Regulator proporcjonalny. Regulator całkujący. Regulator proporcjonalno-całkujący. Regulator proporcjonalno – różniczkujący. Regulator proporcjonalno – różniczkująco – całkujący. Zasady budowy regulatorów. Struktura regulatora PD. Struktura regulatora PI. Struktura regulatora PID.

Wykład 9

·         Stabilność układu

·         Kryteria stabilności

Treść wykładu:

Wymagania stawiane układom, warunek stabilności. Stabilność i jakość liniowych układów regulacji. Kryterium Hurwitza. Kryterium Routha. Kryterium Michałowa. Kryterium Nyquista.

Wykład 10

·         Dobór nastaw regulatora na podstawie kryterium Nyquista.

·         Uchyb statyczny.

Treść wykładu:

Dobór nastaw regulatora na podstawie kryterium Nyquista. Reguły Zieglera – Nicholsa. Uchyb statyczny. Korekcja przez kompensacje zakłóceń.

Wykład 11

·         Wymagania stawiane układom regulacji automatycznej.

Treść wykładu:

Układy statyczne i astatyczne. Kryteria jakości w układach liniowych. Kryteria całkowe.

Wykład 12

·         Synteza układu sterowania.

·         Regulacja dwupołożeniowa.

·         Regulacja kaskadowa.

Treść wykładu:

Synteza układu sterowania - tok postępowania. Regulacja dwupołożeniowa – przykłady. Regulacja kaskadowa – przykłady.

Wykład 13

·         Wybrane zagadnienia programowania sterowników PLC.

Treść wykładu:

Budowa i programowanie sterowników FESTO i Simens.

Wykład 14

·         Komputerowe karty pomiarowe.

Treść wykładu:

Rodzaje kart pomiarowych. Stosowane standardy kart pomiarowych. Przetworniki A/C i C/A, budowa, programowanie.

Wykład 15

·         Sterowanie „rozmyte” (FLC)

Treść wykładu:

Wybrane zagadnienia ze sterowania fuzzy- logic.

LITERATURA DO PRZEDMIOTU:

·         Athans, Fall: „Sterowanie optymalne”

·         Cypkin: „Układy impulsowe”

·         Y. Takahashi, M.J. Rabins, D. M. Auslander, Sterowanie i systemy dynamiczne, WNT, Warszawa 1976

·         M. Żelazny, Podstawy automatyki, WNT 1976

·         T. Mikulczycki (red.), Podstawy Automatyki, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej, 1998

·         A. Morecki, J. Knapczyk (ed.), Podstawy robotyki, wyd. III, WNT 1999

·         T. Kaczorek: „Teoria sterowania i systemów”, Warszawa, Wydaw. Naukowe PWN, 1993, 1996, 1999

·         Krasowski, Pospieł: „Podstawy automatyki i cybernetyki technicznej

·         Węgrzyn: „Podstawy automatyki”

·         Tou: „Nowoczesna teoria sterowania”

·         D. Holejko Niewczas, W. Kościelny: Zbiór zadań z podstaw automatyki. Skrypt Politechniki Warszawskiej

PYTANIA EGZAMINACYJNE

PODSTAWY AUTOMATYKI

1.     Omówić podstawowe modele matematyczne stosowane w opisie procesów.

2.     Relacje w układzie (pojęcia: transmitancja, obserwowalność, sterowalność, niezmienniczość, wrażliwość, optymalizacja).

3.     Opisy parametryczne procesów: model przyczynowo-skutkowy, model w przestrzeni stanu.

4.     Uogólnione zmienne sygnałowe.

5.     Uogólnione prawo Kirchoffa.

6.     Wrotniki energetyczne.

7.     Klasyfikacja układów sterowania.

8.     Układy sterowania zwykłego.

9.     Układy adaptacyjne.

10. Układy rozgrywające.

11. Typowe wymuszenia.

12. Charakterystyki dynamiczne czasowe.

13. Klasyfikacja podstawowych właściwości dynamicznych.

14. Właściwości obiektów sterowania.

15. Układ regulacji.

16. Właściwości regulatorów.

17. Charakterystyki częstotliwościowe.

18. Stabilność układu.

19. Kryteria stabilności

20. Wyznaczenie charakterystyk częstotliwościowych układu złożonego.

21. Dobór nastaw regulatora na podstawie kryterium Nyquista.

22. Uchyb statyczny.

23. Astatyzm układu.

24. Wskaźniki jakości dynamicznej.

25. Synteza układu sterowania - tok postępowania.

26. Regulacja dwupołożeniowa.

27. Regulacja kaskadowa.

28. Sterowanie w przestrzeni stanu.

29. Sterowanie "rozmyte" (FLC).

1.    RYS HISTORYCZNY

Zestawienie na rys. 1 rzuca światło na pewne tendencje i zdarzenia w dziedzinie rozwoju sterowania w ciągu paru ostatnich stuleci. Na rys. 1 pokazano, w jaki sposób i dlaczego dziedzina ta rozwinęła się właśnie tak.