Detail předmětu

Control of dynamic systems

FEKT-NRDSAk. rok: 2019/2020

Předmět prohlubuje znalosti z předmětů Teorie systémů a Teorie řízení I. Je zaměřen na návrh regulačních struktur silnoproudých elektrických zařízení.Na příkladech z oboru je přednášena metodika vytváření matematických modelů.Je probírána metoda linearizace a následují inženýrské metody syntézy spojitých i diskrétních regulačních obvodů.Nelineární systémy jsou analyzovány metodou fázové roviny a metodou harmonické linearizace. Ve cvičeních jsou aplikovány programy MATLAB,SIMULINK a Toolbox CONTROL..

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Student po absolvování předmětu:

- aplikuje matematický popis nelineárních dynamických soustav v programu MATLAB SIMULINK
- vypočíta linearizaci nelineárních systémů a aplikuje ji v programu MATLAB SIMULINK
- navrhne regulaci pro spojité nelineární systémy (stejnosměrný motor s cizím buzením, asynchronní motor)
- aplikuje metodu fázové roviny při řešení nespojitých nelineárních systémů, zejména reléových regulátorů
- analyzuje nespojité systémy metodou harmonické linearizace
- navrhne jednoduchý fuzzy PSD regulátor (Simulink)

Prerekvizity

student musí umět:
- aplikovat diferenciální rovnice pro popis elektromechanických systémů jak v časové oblasti, tak v operátorovém tvaru
- teorii lineárních systémů tj. přenosové funkce, stavové matice, zpětnovazební systémy – analýza (přesnost, stabilita), syntéza PID regulátoru
- ovládat softwarový nástroj MATLAB SIMULINK

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a počítačová cvičení a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je kombinovaná

Student získá max 40 bodů za cvičení numerická a laboratorní a max. 60 bodů za závěrečnou zkoušku.

Osnovy výuky

1. Nelineární dynamické systémy
2. Linearizace modelu. Řešení na počítači.
3., Stavová regulace s pozorovatelem.LQR regulátory.
4. Stavový model synchronního motoru.
5. Stavový model asynchronního motoru.Vektorové řízení.
6. Syntéza rozvětvených regulačních systémů.
7. Číslicové regulační obvody. Číslicová filtrace.
8. Metoda fázové roviny.
9. Reléové regulátory
10. Regulátory v klouzavém režimu.
11. Metoda harmonické linearizace.
12. Fuzzy regulace

Učební cíle

Teoretická příprava pro navazující kursy Elektrické pohony 2. a Střídavé regulační pohony.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní výuka je povinná.
Nahrazení absence laboratorní výuky po domluvě s vedoucím cvičení

Základní literatura

Bierke S.:Vergleichende Unterzuchungen feldorientierten Lagereglerstrukturen Fur Asynchronmotoren,TU Berlin 1982
Schonfeld R.:Digitale Regelung elektrische Antriebe,Dr. Alfred Huthig Heidelberg 1988
Zboray L., Ďurkovský F.:Stavové riadenie elektrických pohonov,FEI Košice 1995

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-SVE , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Osnova

Úvod. Stavový popis nelineárních systémů.
Numerická integrace stavových rovnic.Program SIMULINK.
Linearizace modelu. Řešení na počítači.
Stavový model asynchronního a synchronního motoru.Vektorové řízení.
Syntéza algoritmů regulace metodou optimálního modulu a symetrického optima.
Syntéza rozvětvených regulačních systémů.
Číslicové regulační obvody. Číslicová filtrace.
Metoda fázové roviny.
Regulátory v klouzavém režimu.
Metoda harmonické linearizace.
Stavová regulace s pozorovatelem.LQR regulátory.
Adaptivní pozorovatel.Kalmanův filtr.
Fuzzy a neuronová regulace

Cvičení odborného základu

10 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Osnova

Stavové rovnice stejnosměrného motoru s cizím buzením,linearizace v pracovním bodě.
Syntéza regulátorů ss motoru
Syntéza regulátorů synchronního a asynchronního motoru.
Releové regulátory,stanovení mezních cyklů.
Test a zápočet.

Cvičení na počítači

16 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Osnova

Stejnosměrný motor s cizím buzením.Stavový model a jeho linearizace v pracovním bodě pomocí příkazů MATLAB-SIMULINK.
Simulace synchronního motoru s vektorovým řízením.
Simulace asynchronního motoru s vektorovým řízením.
Simulace rozvětvených systémů.Systémy s předkorekcí,s dopravním zpožděním a s kompenzací poruchy.
Releové regulátory,pohyb ve fázové rovině.
Regulátory v klouzavém režimu.
Syntéza LQR regulátorů.
Fuzzy regulace