Avtomatsko vodenje sistemov

Visokošolski učitelji: Zupančič Borut

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• vpis v 2. letnik univerzitetnega študija

Vsebina:

Uvod v avtomatsko vodenje: vrste, učinki, celostni pristop, struktura računalniškega vodenja v podjetju, gradniki sistemov vodenja, sistemski pristop pri načrtovanju vodenja. Sistemi in signali: primeri sistemov, povezava z modeliranjem, procesi, osnovni signali, uvod v spektralno analizo. Modeliranje procesov: cilji, vrste modelov, načini modeliranja, primeri. Zapisi matematičnih modelov: diferencialne enačbe, prenosne funkcije, bločni diagrami. Analiza sistemov v časovnem prostoru: vpliv polov in ničel, obravnava proporcionalnih, integrirnih in diferencirnih sistemov, stabilnost. Simulacija: simulacijska shema, indirektni način, simulacija prenosnih funkcij. Vodenje sistemov: vpeljava z bločnimi diagrami in tehnološkimi shemami, krmiljenje, regulacija, sledenje, odpravljanje motenj, učinki povratne zanke na ustaljeni pogrešek, stabilnost, primeri, osnovni industrijski regulacijski algoritmi, proporcionalno-integrirno-diferencirni-regulator: vloga posameznih členov, uglaševanje z nastavitvenimi pravili in s simulacijo, primeri. Orodja za računalniško podprto analizo in načrtovanje vodenja: Matlab, Control Toolbox, orodje za simulacijo Matlab- Simulink, okolje za večdomensko objektno orienirano modeliranje in simulacijo Dymola-Modelica. Primeri z uporabo orodij za analizo, modeliranje, simulacijo in načrtovanje vodenja: ogrevanje stavbe, avtomobilsko vzmetenje, populacijaka dinamika, električni sistemi, regulacija rotacijskih sistemov, robotski sistem, hidravlični sistem, …

Cilji in kompetence:

Osnovni cilj je predstavitev avtomatike oz. avtomatskega vodenja sistemov na zanimiv način preko številnih primerov in z uporabo računalniških orodij.

Pridobljene kompetence:

• modeliranje in simulacija enostavnejših sistemov,
• razumevanje principov povratne zanke,
• načrtovanje avtomatskega vodenja enostavnejših procesov,
• poznavanje najnaprednejših računalniških orodij za analizo,
• modeliranje,
• simulacijo in načrtovanje sistemov avtomatskega vodenja.

Predvideni študijski rezultati:

Študenti se bodo naučili:

• modelirati in simulirati enostavnejše sisteme,
• načrtati avtomatsko vodenje enostavnejših laboratorijskih procesov in uporabljati najnaprednejša računalniška orodja za analizo,
• modeliranje,
• simulacijo in načrtovanje sistemov avtomatskega vodenja (Matlab, Control Systems Toolbox, Simulink, Dymola-Modelica).

Metode poučevanja in učenja:

• Predavanja (s številnimi primeri), nekaj zanimivih tem zunanjih predavateljev, laboratorijske vaje

Več o predmetu na spletni strani: http://msc.fe.uni-lj.si/StraniPredmetov.asp?predmet=53

Gradiva

1. B. Zupančič, Avtomatsko vodenje sistemov, delovna verzija učbenika, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2014.
2. S. Oblak, I. Škrjanc, Matlab s Simulinkom : priročnik za laboratorijske vaje, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2005.
3. B. Zupančič, Zvezni regulacijski sistemi 1. del, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2010.
4. B. Zupančič, R. Karba, D. Matko, I. Škrjanc, Simulacija dinamičnih sistemov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko , 2010.
5. R. Karba, Modeliranje procesov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1999.
6. S. Strmčnik, R.Hanus, Đ. Juričić, R. Karba, Z. Marinšek, D.Murray-Smith, H. Verbruggen, B. Zupančič, Celostni pristop k računalniškemu vodenju procesov, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1998.
7. R. C. Dorf, H. Bishop: Modern Control Systems, Pearson Education, Inc., Publishing As Pearson Prentice Hall, Tenth Edition, 2004.