Snov

Regulacijska zanka

Krmiljenje in regulacija

• Krmiljenje in regulacija

Osnovni elementi sistema za vodenje procesov

• Osnovni elementi sistema za vodenje procesov

Oznake elementov tehnoloških shem

• Oznake elementov tehnoloških regulacijskih shem

Splošne zahteve pri regulaciji

• Splošne zahteve pri regulaciji
  • Zahteve pri načrtovanju in vrednostenju regulacijske zanke

Učinki povratne zanke

Nadaljnja klasifikacija sistemov vodena in problematika izbire procesne opreme

Intuitivni pristop h pojavom vodenja

• Ročno vodenje
• Dvopoložajno vodenje
• Proporcionalno vodenje
• Proporcionalno - integrirno (PI) vodenje
• Proporcionalno - diferencirno (PD) vodenje

Časovni elementi regulacijske zanke

Pregled standardnih regulacijskih struktur

• Dvopoložajno vodenje
• Proporcionalno vodenje
• Proporcionalno - integrirno (PI) vodenje
• Proporcionalno - diferencirno (PD) vodenje
• Proporcionalno - integrirno - diferencirno (PID) vodenje
• Krmiljenje z upoštevanjem motnje (feedforward control)
• Regulacija razmerja (ratio control)
• Kaskadna regulacija (cascade control)

Sistemski pristop k modeliranju procesov

Modeliranje in simulacija

Osnovni pojmi

Vrste in klasifikacija modelov

• Fizični modeli
• Mentalni modeli
• Simbolični modeli
• Statični in dinamični modeli
• Linearni innelinearni modeli
• Modeli s koncentriranimi in porazdeljenimi parametri
• Časovno spremenljivi in nespremenljivi modeli
• Zvezni in diskretni modeli
• Deterministični in stohastični modeli

Lastnosti in klasifikacija procesov

• Linearnost
• Časovna odvisnost
• Prostorska odvisnost parametrov
• Zveznost
• Naključnost
• Dinamika
• Izvedljivost
• Občutljivost
• Stabilnost

Predstavitev parametričnih in neparametričnih modelov

Načini modeliranja

• Teoretično modeliranje
• Eksperimentalno modeliranje
• Kombinirano modeliranje

Ciklični postopek modeliranja

• Vrednotenje in verifikacija
• Vrednotenje v praksi
• Modeliranje regulacije gretja prostora
• Modeliranje populacijske dinamike

Matematično modeliranje mehanskih sistemov (2)

Analogije

• Splošne veličine
• Analogija elementov
• Dimenzijska analiza

Ravnotežni zakoni

• Ravnotežje gibalnih količin
  • Masa (vztrajnostni moment)
  • Trenje
  • Togost

Osnovne metode pri reševanju problemov s simulacijo

• Simulacijska shema
• Indirektna metoda
• Direktna metoda
• Implicitna metoda
• Simulacija prenosnih funkcij
• Vgnezdena metoda
• Delitvena metoda
• Bločni diagrami,
  • Poenostavljanje bločnih diagramov

Analiza regulacijskih sistemov v časovnem prosotru (3)

• Oznake regulacijskih sistemov
• Praktični problemi in izvedba P, PI, PD, PID in IPD industrijskih regulatorjev ter nastavitvena pravila za njihovo uglaševanje.

• Osnovne lastnosti časovnega odziva
• Vpliv polov in ničel na časovni odziv
• Razvrstitev sistemov

- Red sistema

Proporcionalni sistemi

• Sistem prvega reda
• Sistem drugega reda
• Pokazatelji kvalitete regulacijskega sistema

faktorji kakovosti regulacijskih sistemov.

• Sistemi višjega reda

Integrirni sistemi

Diferencirni sistemi

Sistemi z mrtvim časom

Ustaljeno stanje regulacijskih sistemov

• Ustaljeno stanje regulacijskih sistemov
  • Pogrešek v ustaljenem stanju in konstante pogreškov

Načrtovanje regulatorjev

• Proporcionalno - integrirni regulatorji
• Regulatorji z diferencirnim dodatkom
• Modificirani PID regulator - I-PD regulator

Načrtovanje zveznih PID regulatorjev

• Nastavitvea pravila
• Metoda Zigler - Nichols s pomočjo odziva na stopnico
• Metoda Zigler - Nichols s pomočjo nihajnega preizkusa
• Metoda Chien - Hrones - Reswick

Optimizacija s pomočjo integralskih cenilk

• Cenilke
• ISE cenilka
• ITSE cenilka
• IAE cenilka
• ITAE cenilka
• Posplošena kvadratična cenilka

Praktični problemi pri delovanju regulatorjev

Filtriranje vhodnih signalov

Preklop ročno - avtomatsko

• Integralski pobeg in ustrezna zaščita
• Direktno in reverzno delovanje regulatorja

Izvedbe PID regulatorjev

• Izvedbe PID regulatorjev
  • Izvedba elektrinskega PID regulatorja
  • Računalniška izvedba PID regulatorja

• Električni regulatorji
  • Analogni
  • Digitalni

Metode analize v frekvenčnem prostoru (4)

• Metoda diagrama lege korenov
  • Pogoj absolutne vrednosti in kotni pogoj
  • Diagram lege korenov sistema 2. reda
  • Pravila za risanje diagrama lege korenov
• Bodejev diagram
  • Bodejevi diagrami osnovnih členov
• Polarni diagram
  • Polarni diagrami osnovnih členov
  • Splošne značilnosti polarnih diagramov
• Stabilnost regulacijskih sistemov
  • Routhov stabilnostni kriterij
  • Nyquistov stabilnostni kriterij
  • Relativna stabilnost regulacijskih sistemov

Literatura

• Borut Zupančič: Zvezni regulacijski sistemi - I. del
• Borut Zupančič, Rihard Karba, Drago Matko: Simulacija dinamičnih sistemov
• Maja Atanasijević-Kunc: TEORIJA REGULACIJ Laboratorijske vaje

Profesor nam je zbral poglavja, ki so pomemba za elektronike iz knjig za avtomatike in nam posodil za kopiranje le-tega. Tako imamo vso potrebno literaturo in večina nas sledi po tisti skripti, zato ni objavljenih zapiskov.

Osnovni cilj predmeta

Študentom elektronike prikazati koncept povratne zanke, osnove vodenja, modeliranja in simulacije ter nekaterih pristopov analize sistemov vodenja v luči sistemskega pristopa

Potrebno predznanje

Matematika, fizika, osnove meritev, elektrotehnike in elektronike