Sadržaj predmeta

Regulacija procesa

Šifra:

159238

Kratica:

REGPROC

Visoko učilište:

Fakultet strojarstva i brodogradnje

ECTS bodovi:

6.0

Opterećenje:

45(P) + 25(V) + 5(S)

Nositelji:

prof. dr. sc. Dražen Lončar

Izvođači:

prof. dr. sc. Dražen Lončar (P)

doc. dr. sc. Ante Marušić (P, V, S)

Opis predmeta:

Ciljevi predmeta: Studente upoznati s osnovnim pojmovima teorije linearnih dinamičkih sustava i vremenskih funkcija (signala), te s osnovama regulacijske tehnike. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet: Prolazna ocjena iz predmeta Dinamika procesa Obaveze studenata: Pohađanje predavanja i vježbi, samostalno rješavanje regulacijskog problema Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu: 20 % Aktivno sudjelovanje u nastavi 30 % Kolokvij, izrada i prezentacija rješenja regulacijskog problema 50 % Pismeni i usmeni ispit. Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih znanja, vještina i kompetencija: Rezultati ispita Studentska ankete Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći (ishodi učenja): Razviti matematički model i prijenosnu funkciju dinamičkog procesaAnalizirati stabilnost procesa i odzive u vremenu Empirijski odrediti dinamiku procesa na temelju odziva na skokovitu promjenu ulaznog signala (prijelazna funkcija)Analizirati i ugoditi PID regulator do željene performanseProvesti analizu frekvencijskih karakterisitikaAnalizirati interakcije multivarijabilnih procesaDefinirati regulacijski problem u terminima ciljeva regulacije, upravljačkih varijablki, regulacijskih varijabli i ograničenja Predavanja 1. Zapis linearnog modela u prostoru stanja, prevođenje u oblik SISO modela. Ovisnost karaktera prijelaznih pojava o položaju korjena karakteristične jednadžbe u kompleksnoj ravnini stabilnost. 2. Determinirani i slučajni procesi, signali kao vremenske funkcije. Kontinuirani i diskretni signali. Fourierov red, kompleksni oblik. Amplitudni i fazni spektar periodičkog kontinuiranog signala. Fourierova transformacija. Autokorelacijska funkcija i spektar snage signala. 3. Laplaceova transformacija: definicija, uvjeti na funkciju originala, svojstva. Kompozicija funkcija i njeno preslikavanje. 4. Pojam Diracove funkcije i njen transformat. Rje avanje linearne diferencijalne jednadžbe primjenom Ltransformacije, Heavisideov razvoj. 5. Pojmovi prijenosne funkcije H(s) i težinske funkcije h(t), algebra blokova. Preslikavanje zatvorene skonture iz sravnine u H(s)ravninu. 6. Pojam i grafički prikaz frekvencijskih karakteristika, njihov odnos s prijenosnom funkcijom. Primjena algebre blokova na frekvencijske karakteristike, Hallov dijagram. 7. Osnovna linearna djelovanja (jednadžba, prijenosna funkcija, prijelazna funkcija, frekvencijske karakteristike i tehnički primjer): Statičko pojačanje. Integrator. 8. Osnovna linearna djelovanja nastavak: PT1 djelovanje. PT2 djelovanje. 9. Osnovna linearna djelovanja nastavak: derivator, inverzno proporconalno djelovanje 1. reda, transportno kašnjenje. 10. Pojam stabilnosti, ovisnost stabilnosti sustava o stabilnosti komponenata. Hurwitzov i Nyquistov kriterij. Prikaz Nyquistovog kriterija u Bodeovom dijagramu, rezerve stabilnosti. 11. Kategorizacija sustava s obzirom na stabilnost zatvorenog kruga. Svojstvo minimuma faze i faznoneminimalni sustavi, utjecaj fazne nemin. na stabilnost zatvorenog kruga. 12. Regulacijska tehnika. Osnovne strategije regulacije diskusija u svjetlu spoznaja teorije linearnih dinam. sustava. Regulacijski krug i njegove komponente. 13. Regulacijska djelovanja: kontinuirana (PID i njegovi derivati) i diskontinuirana. Fizikalna i algoritamska realizacija regulacijskih djelovanja. 14. Proširenje koncepta regulacijskog kruga: privođenje signala opterećenja, kaskadna regulacija, razdvajanje regulacijskih krugova spregnutih procesom. 15. Paralelni rad regulatora spregnutih zajedničkom reguliranom. Vježbe 1. Ilustracija utjecaja položaja korjena karakteristične jednadžbe linearnog sustava na karakter prijelaznih. 2. Ilustriranje različitih oblika periodičkih signala i njihova razvoja u Fourierov red. 3. Izvod Ltransformata jednostavnijih funkcija. 4. Rješavanje linearne dif. jednadžbe s konstantnim koeficijentima primjenom L transformacije. Usporedba analitičkog rješenja s rezultatom simulacije. 5. Implementacija lineariziranog modela zadanog sustava u simulacijski program i diskusija simuliranih odziva na harmonijsku promjenu ulaza. 6. Izračunavanje točaka frekvencijskih karakteristika na temelju zadane prijenosne funkcije i usporedba s rezultatima dobivenih na prethodnoj vježbi simulacijom. 7. Demonstriranje učinaka negativne povratne veze: usporedba frekvencijskih karakteristika i prijelaznih funkcija prekinutog i zatvorenog kruga. 8. kolokvij(gradivo 1. do 6. predavanja) 9. Demonstriranje dinamičkih svojstava osnovnih linearnih djelovanja (simulacije). 10. Demonstriranje utjecaja rezervi stabilnosti na prigušene prijelaznih pojava (simulacije). 11. Primjeri sustava iz pojedinih kategorija s obzirom na stabilnost (simulacije). 12. kolokvij (gradivo 1. do 11. predavanja) 13. Demonstracija učinaka regulacijskih djelovanja u jednostavnom regulacijskom krugu (simulacija). 14. Demonstracija učinaka proširenja koncepta regulacijskog kruga: privođenje signala opterećenja i primjena kaskadne regulacije (simulacije) 15. Sažeta rekapitulacija gradiva i smjernice za pripremu ispita.

Jezici izvođenja nastave:

Hrvatski

Obavezna literatura:

1. Šerman, N., Lončar D., Analiza i sinteza linearnih dinamičkih sustava, nastavni tekst dostupan na web-u.

Preporučena literatura:

2. B. Wayne Bequette, Process Control: Modeling, Design and Simulation, Prentice Hall (2003)

3. Christian Schmid, Course on Dynamics of multidisplicinary and controlled Systems, http: //www.atp.ruhr-uni-bochum.de/rt1/syscontrol/main.html

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
16	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	prijediplomski	7	izborni
171	Energetika	prijediplomski	7	obavezni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanja

S - Seminar

V - Vježbe