Računalno upravljanje sustavima
Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.
Laboratorijske vježbe
Opis predmeta
Automatsko upravljanje sustavima podržano računalom. Zahtjevi, strukture i izvedbe sustava automatskog upravljanja pomoću računala. Matematički opis diskretnih sustava - kratki pregled. Grafoanalitičke metode identifikacije modela procesa. Pristup sintezi računalnih sustava upravljanja. Sinteza u vremenskom području - relejni postupak sinteze PID regulatora, sinteza općeg linearnog regulatora optimiranjem. Sinteza u frekvencijskom području – korekcijski članov s faznim prethođenjem i faznim kašnjenjem. Analitičke metode sinteze - Truxal-Guilleminov postupak. Upravljanje procesima s izraženim mrtvim vremenom. Smithov prediktor. Procesna periferija. Predobradba signala u digitalnom sustavu automatskog upravljanja. Implementacijski aspekti algoritama upravljanja. Raspodijeljeni sustavi upravljanja. Upravljačke komunikacijske mreže. Protokoli s okidanjem na događaje. Protokoli s periodičkim okidanjem. Izbor vremena uzorkovanja regulacijskih petlji u raspodijeljenim sustavima upravljanja. Osnove sinteze sustava upravljanja preko komunikacijske mreže. Primjeri sustava računalnog upravljanja.
Studijski programi
Sveučilišni preddiplomski
[FER2-HR] Elektroničko i računalno inženjerstvo - modul
Izborni predmeti
(6. semestar)
[FER2-HR] Elektronika - modul
Izborni predmeti
(6. semestar)
Opće kompetencije
Predmet osposobljava studente za projektiranje i izvedbu sustava računalnog upravljanja procesima kakvi se najčešće susreću u industriji.
Ishodi učenja
- definirati osnovne koncepte i načela projektiranja sustava računalnog upravljanja
- odabrati prikladnu metodu za identifikaciju sustava
- procijeniti koju je metodu upavljanja prikladno primijeniti za upravljanje određenim procesom
- izračunati parametre digitalnih regulatora za tipične industrijske process
- demonstrirati funkcionalnost računalnog sustava upravljanja simulacijama
- primijeniti odabranu metodu upravljanja za upravljanje stvarnim procesom primjenom računala
Oblici nastave
Predavanja
Predavanja se odvijaju u dva ciklusa. Prvi ciklus 7 tjedana, 3 sata tjedno. Drugi ciklus 6 tjedana, 3 sata tjedno.
Laboratorijske vježbe6 laboratorijskih vježbi, 2,5 sata svaka
KonzultacijePo dogovoru. Putem foruma na mrežnoj stranici predmeta.
Način ocjenjivanja
Kontinuirana nastava | Ispitni rok | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Vrsta provjere | Prag | Udio u ocjeni | Prag | Udio u ocjeni | ||
Laboratorijske vježbe | 50 % | 12 % | 50 % | 12 % | ||
Domaće zadaće | 50 % | 12 % | 50 % | 12 % | ||
Međuispit: Pismeni | 40 % | 26 % | 0 % | |||
Završni ispit: Pismeni | 50 % | 30 % | ||||
Završni ispit: Usmeni | 20 % | |||||
Ispit: Pismeni | 50 % | 50 % | ||||
Ispit: Usmeni | 26 % |
Tjedni plan nastave
- Uvodna razmatranja o predmetu: pregled tematskih cjelina, literatura, organizacija provedbe nastave i ispita. Automatsko upravljanje sustavima podržano računalom. Zahtjevi, strukture i izvedbe sustava automatskog upravljanja pomoću računala.
- Matematički opis diskretnih sustava – kratki pregled. Grafoanalitičke metode identifikacije matematičkih modela sustava.
- Uvod u sintezu digitalnih regulatora. Definiranje problema sinteze. Pristupi sintezi. Strukture digitalnih regulatora.
- Sinteza sustava upravljanja u vremenskom području - 1. dio: Sinteza PID regulatora relejnim postupkom.
- Sinteza sustava upravljanja u vremenskom području: 2. dio: Opći linearni parametarski regulator i njegova sinteza optimiranjem.
- Sinteza sustava upravljanja u frekvencijskom području: Sinteza pomoću Bodeovih dijagrama. Korekcijski članovi s faznim prethođenjem i faznim kašnjenjem.
- Analitički postupci sinteze sustava upravljanja: Truxal-Guilleminov postupak. Sinteza s obzirom na vodeće i poremećajno vladanje.
- Međuispit.
- Upravljanje procesima s izraženim mrtvim vremenom: Regulatori sa Smithovim prediktorom.
- Izvedbeni aspektu RSU: Sklopovske izvedbe. Prijenos i obradba mjernih signala. Prilagodbe prema izvršnim organima i prema operateru.
- Implementacijski aspekti digitalnih regulatora: Implementacijski oblici. Konačna duljina riječi. Pogreške koeficijenata. Kvantizacija. Implementacija PID regulatora u FPGA sklopu.
- Komunikacijske mreže u raspodijeljenom računalnom upravljanju sustavima: Komunikacijski model za rad u stvarnome vremenu. Najvažnije komunikacijske mreže za rad u stvarnom vremenu.
- Izbor vremena uzorkovanja u raspodijeljenim računalnim sustavima upravljanja: Identifikacija problema. Algoritami za izbor vremena uzorkovanja u sustavima s TT mrežom i sustavima s CAN mrežom.
- Upravljanje u zatvorenoj petlji preko komunikacijskih mreža.
- Završni ispit.
Literatura
Ivan Petrović (2011.), Računalno upravljanje sustavima - bilješke za predavanja, FER - ZARI
Nedjeljko Perić, Ivan Petrović (2005.), Automatizacija postrojenja i procesa - predavanja, FER - ZARI
Karl J. Astrom, Bjorn Wittenmark (1996.), Computer-Controlled Systems, Theory and Design, Prentice Hall
Gene F. Franklin, J. David Powell, Michael L. Workman (1997.), Digital Control of Dynamic Systems - Third Edition, Prentice Hall
Dimitrios Hristu-Varsakelis and William S. Levine (Editors) (2005.), Handbook of Networked and Embedded Control Systems (Control Engineering), Birkhauser
Za studente
Izvedba
ID 34297
Ljetni semestar
4 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja
Ocjenjivanje
87,5 izvrstan
75 vrlo dobar
62,5 dobar
50 dovoljan