Automatsko upravljanje

Opis predmeta

Uvodna razmatranja i osnovni pojmovi, povijesni pregled. Klasifikacija SAU. Načelo povratne veze. Formalni prikaz SAU. Primjeri primjene. Matematičko modeliranje. Statički i dinamički režimi rada. Linearizacija. Odzivi LTI sustava. Uporaba Laplaceove transformacije. Elementarne dinamičke komponente SAU. Prijenosna funkcija i frekvencijska karakteristika. Analiza stabilnosti, u smislu Ljapunova, frekvencijski i algebarski postupak. Princip unutarnjeg modela. Osjetljivost. Digitalni sustavi automatskog upravljanja. Izbor perioda uzorkovanja. Matematički opis A/D i D/A pretvornika, kvantizacija. Postupci diskretizacije. Matematički modeli diskretnih sustava. Upravljivost i osmotrivost. Stabilnost u smislu Ljapunova, algebarski postupak. Pokazatelji kvalitete SAU. Uvod u sintezu. PID regulator i njegovo parametriranje. Unaprijedno i kaskadno upravljanje. Digitalni PID regulator. Ograničavanje internih varijabli regulatora. Sinteza digitalnog sustava emulacijom kontinuiranog sustava.

Opće kompetencije

Uvođenje studenata u problematiku automatskog upravljanja i njihovo osposobljavanje za analizu i sintezu jednostavnijih sustava automatskog upravljanja.

Ishodi učenja

  1. objasniti načelo povratne veze u sustavima automatskog upravljanja.
  2. primijeniti fizikalne osnove (zakoni očuvanja energije i materije) pri matematičkom modeliranju dinamičkih sustava; provesti linearizaciju nelinearnog modela
  3. koristiti blokovsku algebru i Laplaceovu transformaciju za određivanje prijenosne funkcije sustava
  4. izračunati frekvencijsku karakteristiku linearnih sustava
  5. primijeniti postupke analize stabilnosti linearnih vremenski kontinuiranih sustava upravljanja u frekvencijskoj domeni
  6. primijeniti postupak diskretizacije linearnog vremenski kontinuiranog sustava
  7. primijeniti postupke analize stabilnosti diskretnih sustava upravljanja
  8. primijeniti eksperimentalne postupke parametriranja PID regulatora

Oblici nastave

Predavanja

Dva predavanja po dva sata tjedno.

Provjere znanja

Jedan međuispit i jedan završni ispit u pisanom obliku, ili ispitni rok s pismenom i usmenom provjerom znanja.

Laboratorijske vježbe

Laboratorijske vježbe se sastoje od 6 vježbi. Svaka vježba nosi 3 boda: 1 bod iz domaće zadaće koja se u rukom pisanom obliku donosi na vježbu, 0.5 boda iz rada na vježbi i 1.5 boda iz izlaznog testa koji se piše po završetku rada na vježbi.

Konzultacije

Nakon svakog predavanja.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 3 % 0 % 1.5 %
Domaće zadaće 0 % 6 % 0 % 3 %
Kratke provjere znanja 0 % 9 % 0 % 4.5 %
Međuispit: Pismeni 0 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 47 %
Ispit: Pismeni 0 % 41 %
Ispit: Usmeni 50 %
Napomena / komentar

Na međuispitu i završnom ispitu treba ostvariti barem 40 od ukupno 82 boda. Za prolaz na predmetu je potrebno ukupno ostvariti barem 50 od ukupno 100 bodova.

Tjedni plan nastave

  1. Pregled tematskih cjelina, literatura, organizacija provedbe nastave i ispita. Povijesni pregled razvoja automatike. Primjeri i trendovi razvoja.
  2. Sustavi i sustavi automatskog upravljanja. Primjeri raznih sustava. Klasifikacija sustava. Formalni prikaz sustava automatskog upravljanja. Blokovska algebra.
  3. Modeliranje dinamičkih sustava.
  4. Linearizacija neilinearnih sustava. Prikaz sustava pomoću težinske funkcije i prijelazne funkcije, te prikaz u prostoru stanja.
  5. Uporaba Laplaceove transformacije. Prijenosna funkcija.
  6. Frekvencijska karakteristika sustava. Različiti prikazi (Nyquist, Bode). Primjeri crtanja.
  7. Polovi, nule i vremenski odzivi linearnih dinamičkih sustava. Strukture sustava automatskog upravljanja.
  8. Međuispit.
  9. Stabilnost linearnih kontinuiranih sustava upravljanja. Analiza stabilnosti, frekvencijski postupci (Nyquist, Bode).
  10. Pokazatelji kvalitete sustava automatskog upravljanja u ustaljenom stanju. Uvod u digitalne sustave upravljanja.
  11. Preslikavanje polova i nula iz s-ravnine u z-ravninu.
  12. Postupci diskretizacije kontinuiranih sustava Modeli digitalnih sustava upravljanja.
  13. Stabilnost linearnih diskretnih sustava upravljanja PID regulator.
  14. Parametriranje PID regulatora. PID - dodatne funkcije.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Automatika (modul)
(5. semestar)
Bežične komunikacijske tehnologije (modul)
(5. semestar)
Elektroenergetika (modul)
(5. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (modul)
(5. semestar)
Elektronika (modul)
(5. semestar)

Za upis predmeta treba položiti predmete

Predmet je preduvjet za upis predmeta

Literatura

Zoran Vukić, Ljubomir Kuljača (2005.), Automatsko upravljanje,
N. Mišković, S. Jurić-Kavelj, M. Đakulović, V. Petrović i ostali (2012.), Automatsko upravljanje - zbirka zadataka, FER
J. Matuško, M. Vašak, M. Seder. (2006.), Automatsko upravljanje - zbirka zadataka., FER
N. Perić (1998.), Automatsko upravljanje - auditorne vježbe, FER
N. Perić (2005.), Automatsko upravljanje-predavanja, FER
(.), Feedback Control of Dynamical Systems. G.F. Franklin, J.D. Powell, A. Emami.Naeini. 4th edition, Prentice Hall, 2002.,
(.), Digital Control of Dynamic Systems. G. F. Franklin, J.D. Powell, M.L. Workman. 3rd edition, Prentice Hall, 1997.,
(.), Linear Control System Analysis and Design - Conventional and Modern. J.J. D´Azzo, C.H. Houpis. 4th edition, McGraw-Hill, 1995.,
(.), Control System Design. G.C. Goodwin, S.F. Graebe, M.E. Salgado. Prentice Hall, 2001.,

Laboratorijske vježbe

Izvedba

ID 34313
  Zimski semestar
5 ECTS
R0 Engleski jezik
R1 E-učenje
60 Predavanja
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

87,5 izvrstan
75 vrlo dobar
62,5 dobar
50 dovoljan