Računalno upravljanje sustavima

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Marija Seder
Doc. dr. sc.
Anita Banjac

Predavanja

Dr. sc.
Luka Petrović

Laboratorijske vježbe

Jelena Gregorić
univ. mag. ing. el. techn. inf.
Borna Bićanić
mag. ing.

Opis predmeta

Računalno upravljanje sustavima započinje s definicijom signala i sustava te linearnih kontinuiranih sustava upravljanja. Predstavljaju se blokovski dijagrami te blokovska algebra. Prikazuju se sustavi u prostoru stanja te odzivi sustava na skokovitu te impulsnu pobudu u kontinuiranoj domeni. Uvodi se Laplaceova transformacija, definira prijenosna funkcija, te analizira utjecaj polova i nula prijenosne funkcije na odziv sustava. Prelazi se na diskretne sustave te modeliranje diskretnih sustava upravljanja. Uvode se metode diskretizacije, jednadžbe diferencija te prijenosna funkcija diskretnog sustava upravljanja. Prikazuje se prezentacija diskretnog sustava u prostoru stanja. Naposlijetku se obrađuje PID regulator diskretnih sustava, njegovo parametriranje Ziegler-Nicholsovom metodom, te obrađuju praktični aspekti računalnog sustava upravljanja.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Audiotehnologije i elektroakustika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Automatika i robotika - profil
Jezgreni predmeti profila 1 (1. semestar)
[FER3-HR] Elektroenergetika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektronika - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Elektrostrojarstvo i automatizacija - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Komunikacijske i svemirske tehnologije - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmet profila (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno inženjerstvo - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računalno modeliranje u inženjerstvu - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Računarska znanost - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o mrežama - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
[FER3-HR] Znanost o podacima - profil
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Ishodi učenja

  1. Klasificirati sustave prema njihovim temeljnim svojstvima
  2. Izračunati i analizirati prijenosnu funkciju LTI sustava
  3. Izračunati i analizirati frekvencijsku karakteristiku LTI sustava
  4. Koristiti računalo za simulaciju LTI sustava
  5. Zaključiti je li sustav upravljanja stabilan
  6. Prikazati sustav u prostoru stanja
  7. Izračunati diskretnu prijenosnu funkciju
  8. Izračunati rekurzivne jednadžbe diferencija sustava upravljanja
  9. Primijeniti PID regulator

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja će se održavati svaki tjedan u učionici u trajanju od 4 školska sata.

Auditorne vježbe

Auditorne vježbe će se održavati u sklopu predavanja.

Laboratorij

Laboratorijske vježbe će se održavati u ciklusima nakon obrađene cjeline.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 10 % 20 % 0 % 20 %
Međuispit: Pismeni 0 % 40 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 40 %
Ispit: Pismeni 0 % 40 %
Ispit: Usmeni 40 %
Napomena / komentar

Student mora odraditi sve laboratorijske vježbe i ostvariti barem 10 od ukupno 20 bodova, tj. barem 2.5 boda od mogućih 5 na svakoj od 4 vježbe. Za prolaz na predmetu je potrebno ukupno ostvariti barem 50 od ukupno 100 bodova.

Tjedni plan nastave

  1. Sustavi upravljanja kroz povijest, Motivacija za uporabu sustava upravljanja, Klasifikacija signala i sustava, Osnovne strukture sustava upravljanja
  2. Blok-dijagrami i algebra, Modeliranje signala i sustava, Linearni diferencijalni i diferencijski sustavi, Linearizacija
  3. Prijelazni i impulsni odziv sustava, Forsirani i prirodni odziv sustava, Prostor stanja kontinuiranih sustava upravljanja,
  4. Prikaz linearnih kontinuiranih sustava pomoću Laplaceove transformacije, Prijenosna funkcija kontinuiranog kontrolnog sustava, Inverzna transformacija
  5. Utjecaj polova i nula na odziv linearnog vremenski nepromjenjivog sustava, Pokazatelji kvalitete u vremenskom području
  6. Stabilnost linearnog vremenski nepromjenjivog sustava, Stabilnost iz prijenosne funkcije, Algebarski kriteriji stabilnosti
  7. Frekvencijska karakteristika, Nyquistov prikaz, Bodeov prikaz, Frekvencijski kriteriji stabilnosti
  8. Međuispit
  9. Z-transformacija, Modeliranje članova digitalnih sustava upravljanja, Unaprijedna i unazadna Eulerova diskretizacija, Jednadžbe diferencija
  10. Prijenosna funkcija diskretnih sustava upravljanja, Blokovski dijagrami diskretnih sustava upravljanja
  11. Prikaz diskretnih sustava upravljanja u prostoru stanja
  12. Strukture PID regulatora, Ugađanje parametara PID regulatora po Ziegler-Nichols postupku
  13. Ugađanje parametara PID regulatora po Ziegler-Nichols postupku, Praktični aspekti kod projektiranja PID regulatora. filtriranje. anti-windup
  14. Sinteza digitalnog PID regulatora
  15. Završni ispit

Literatura

N. Perić, Z. Vukić, M. Baotić, M. Vašak, N. Mišković (2010.), Automatsko upravljanje - predavanja, Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva
Z. Vukić, Lj. Kuljača (2005.), Automatsko upravljanje - analiza linearnih sustava upravljanja, Kigen
Gene F. Franklin, J. David Powell, Michael L. Workman (1998.), Digital Control of Dynamic Systems, Prentice Hall
Karl J Åström, Björn Wittenmark (2013.), Computer-Controlled Systems, Courier Corporation
GENE F.. POWELL FRANKLIN (J. DAVID. EMAMI NAEINI, ABBAS.), J. David Powell, Abbas Emami-Naeini (2019.), Feedback Control of Dynamic Systems, Global Edition,
Katsuhiko Ogata (2014.), Modern Control Engineering,

Za studente

Izvedba

ID 240716
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
60 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja

Ocjenjivanje

87.5 izvrstan
75 vrlo dobar
62.5 dobar
50 dovoljan

Sličan predmet