Digitalni sustavi upravljanja

Opis predmeta 

Klasifikacija i strukture digitalnih sustava upravljanja. Matematičko modeliranje digitalnih sustava upravljanja, preklapanje spektara, z-transformacija. Postupci diskretizacije i prikazi digitalnih sustava upravljanja. Odabir vremena uzorkovanja te postupci analize stabilnosti. Uvod u sintezu digitalnih sustava upravljanja. Sinteza digitalnog PID regulatora. Sinteza digitalnog regulatora u frekvencijskom području i u prostoru stanja. Implementacijski aspekti digitalnih regulatora.

Ishodi učenja

1. primijeniti postupke diskretizacije kontinuiranih dinamičkih sustava
2. analizirati dinamičko vladanje diskretnih sustava
3. dizajnirati digitalni regulator
4. ocijeniti stabilnost digitalnog sustava upravljanja 

Ciljevi predmeta

Usvojiti potrebna znanja za projektiranje digitalnih regulatora za upravljanje linearnim dinamičkim sustavima, što uključujuje: postupke diskretizacije, modeliranja, analize stabilnosti i sinteze sustava.
 


Digitalni sustavi upravljanja

Opis predmeta

Uvod u projektiranje linearnih sustava automatskog upravljanja. Pokazatelji kvalitete u vremenskom i frekvencijskom području. Ulazno/izlazni i modeli po varijablama stanja. Frekvencijski postupci sinteze serijskih korekcijskih sklopova. Kompenzatori s faznim prethođenjem i faznim kašnjenjem. Linearni algebarski postupak sinteze, Diofantska jednadžba. Osjetljivost i robusnost sustava. Analiza sustava i sinteza upravljanja primjenom krivulje mjesta korjena. Strukturalna svojstva sustava u prostoru stanja: svojstvene vrijednosti, stabilnost, upravljivost, osmotrivost, kanoničke forme i minimalna realizacija. Sinteza regulatora po varijablama stanja. Slijeđenje reference i otklanjanje utjecaja poremećaja. Rekonstruktor varijabli stanja. Totalni regulator. Linearni kvadratni regulator. Kaskadno upravljanje. Regulator projektiran po simetričnom i po tehničkom optimumu.

Ishodi učenja

  1. primijeniti postupke diskretizacije kontinuiranih dinamičkih sustava
  2. analizirati dinamičko vladanje diskretnih sustava
  3. dizajnirati digitalni regulator
  4. ocijeniti stabilnost digitalnog sustava upravljanja

Oblici nastave

Predavanja

Dva predavanja po dva sata tjedno.

Samostalni zadaci

5 domaćih zadaća kao priprema za laboratorijske vježbe.

Laboratorij

Laboratorijske vježbe se sastoje od 5 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.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 2.5 % 0 % 2.5 %
Domaće zadaće 0 % 5 % 0 % 5 %
Kratke provjere znanja 0 % 7.5 % 0 % 7.5 %
Sudjelovanje u nastavi 0 % 5 % 0 % 5 %
Međuispit: Pismeni 0 % 35 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 45 %
Ispit: Pismeni 0 % 60 %
Ispit: Usmeni 20 %
Napomena / komentar

Za prolaz predmeta potrebno je postići najmanje 50 bodova, s tim da minimalno 40 bodova mora biti postignuto na međuispitu i završnom ispitu (Kontinuirana nastava) ili 30 bodova na pismenom ispitu (Ispitni rok).

Tjedni plan nastave

  1. Postupak sinteze sustava upravljanja
  2. Ciljevi. modeli i strukture sustava upravljanja, Oblikovanje petlje. korekcijski sklop s faznim prethođenjem. korekcijski sklop s faznim zaostajanjem
  3. Oblikovanje petlje. korekcijski sklop s faznim prethođenjem. korekcijski sklop s faznim zaostajanjem
  4. Linearni algebarski postupci (usklađivanje modela. postavljanje polova. Diofantska jednadžba)
  5. Linearni algebarski postupci (usklađivanje modela. postavljanje polova. Diofantska jednadžba)
  6. Crtanje krivulje mjesta korijena. amplitudni i fazni uvjet
  7. Projektiranje regulatora postupkom krivulje mjesta korijena
  8. Međuispit
  9. Upravljivost i osmotrivost linearnih vremenski nepromjenjivih sustava
  10. Postavljanje polova. Ackermanova formula. vremenski optimalni regulator
  11. Načelo separacije (povratna veza po stanjima sustava i rekonstruktori stanja)
  12. Linearni kvadratni regulator
  13. Kaskadni sustavi upravljanja, Amplitudni optimum
  14. Amplitudni optimum, Simetrični optimum
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Elektrotehnika i informacijska tehnologija (studij)
Izborni predmeti (6. semestar)
Računarstvo (studij)
Izborni predmeti (6. semestar)
Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
Izborni predmeti (1. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Izborni predmeti (2. semestar) Izborni predmeti profila (2. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Elektronika (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Računarska znanost (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Izborni predmeti (2. semestar)

Literatura

Mato Baotić (2016.), Sinteza linearnih sustava upravljanja, Sveučilišni priručnik, Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva
Chi-Tsong Chen (1999.), Linear System Theory and Design; 3rd edition, Oxford University Press
Katsuhiko Ogata (1997.), Modern controle engineering; 3rd edition, Prentice-Hall
Zoran Vukić, Ljubomir Kuljača (2005.), Automatsko upravljanje - analiza linearnih sustava, Kigen d.o.o. Zagreb

Za studente

Izvedba

ID 229634
  Ljetni semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
60 Predavanja
8 Auditorne vježbe
12 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

izvrstan
vrlo dobar
dobar
dovoljan