Lantos Béla

Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I.

Egyváltozós szabályozások

A szabályozáselmélet főbb irányzatai

A klasszikus szabályozáselmélet az 1940-es évek elején kezdett kialakulni, és fejlődése a második világháború alatt gyorsult fel. A módszerek többségükben determinisztikus jeleket feltételeztek. A klasszikus szabályozáselmélet az ötvenes és hatvanas években intenzíven fejlődött és általánosan elterjedt az irányítástechnikai mérnöki gyakorlatban. Egyszerű szabályozókat (PID stb.) használt, amelyek beállítását egyszerű frekvenciatartománybeli módszerekkel határozta meg (ilyen a szabályozás gyorsaságának növelése a vágási frekvencia növelésével, a maradó hiba csökkentése integrátorokkal és a stabilitási tartalék növelése a fázistartalék növelésével a vágási frekvencián). A szabályozott szakasz statikus és dinamikus tulajdonságainak identifikációjára legtöbbször grafo-analitikus módszereket használt, amelyek a szabályozott szakasz átmeneti függvényét (egységugrásra adott válaszát) értékelték ki. A szabályozók beállítására ökölszabályokat is kidolgoztak, amelyek vagy a stabilitás határán meghatározott tranziensek jellemzőiből (Ziegler–Nichols- és Janssen–Offereins-módszerek), vagy pedig a szabályozott szakasz átmeneti függvényéből leolvasható paraméterekből indultak ki (Oppelt, Strejc és Reinisch módszerei). Elsőként a folytonosidejű (analóg) szabályozások tervezési módszereit fejlesztették ki, majd a hatvanas években a diszkrétidejű (mintavételes) szabályozásokét (Shannon, Cipkin, Jury stb.). A sztochasztikus szabályozások elméletének első eredményei már a második világháborúban alkalmazásra kerültek a légelhárító lövegek irányításában (Wiener-szűrő), majd az ötvenes és hatvanas években intenzíven továbbfejlődtek. A klasszikus szabályozáselmélet elsősorban a lineáris rendszerek esetére adott szabályozótervezési módszereket. A statikus nemlinearitás figyelembevételére a harmonikus analízisen (Fourier sorfejtésen) alapuló leírófüggvény módszert használta.

Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2016

ISBN: 978 963 059 848 4

Műszaki tudományok

Az irányítástechnika a műszaki tudományoknak azon ága, amely a különféle (műszaki, biológiai, közgazdasági stb.) területeken az irányítási műveletek általános törvényszerűségeivel, vizsgálati módszereivel, az irányítások tervezésével és realizálásával foglalkozik. Az irányítástechnika elengedhetetlen alapját képezi a technikai fejlődésnek, nélküle nem hozhatók létre biztonságos erőművi rendszerek, robotizált gyártórendszerek, repülőgépek és űrtechnikai berendezések.

A három kötetre tervezett sorozat eme első kötete az irányítástechnika klasszikus és modern irányzatait mutatja be. Általános rendszertechnikai összefoglalót ad a folytonosidejű és diszkrétidejű rendszerekről, a rendszerek különféle leírásairól többváltozós (MIMO) rendszerek esetén. Bemutatja a nemlineáris rendszerek stabilitásvizsgálati módszereit (Ljapunov-tételek) és a lineáris rendszerek (Hurwitz, Nyquist és Bode) stabilitáskritériumait. A rendszerelméleti bevezetésre alapozva bemutatja az egyváltozós (SIPOS) lineáris szabályozások elméletét és a leginkább bevált SISO szabályozótervezési módszereket frekvencia tartományban és állapottérben mind folytonosidejű (analóg), mind pedig diszkrétidejű (mintavételes) esetben. A klasszikus, fázistöbbleten alapuló módszereket kiegészítik a korszerű, polinomiális tervezési módszerek, továbbá az állapot-visszacsatoláson és állapotmegfigyelőn alapuló állapottérbeli szabályozási módszerek. Részletesen tárgyalja a PID szabályozók tervezését, az analóg szabályozók mintavételes implementálását, a mintavételes szabályozók tervezését bilineáris transzformációval, a végesbeállású szabályozást, holtidős rendszerek szabályozását Smith-prediktorral, a kétszabadságfokú szabályozások tervezését, a pólusáthelyezési feladat megoldását állapot-visszacsatolással, a teljesrendű állapotmegfigyelő tervezését és a zavarójel becslést. Bemutatja a statikus optimalizálás és a paraméterbecslés módszereit és alkalmazásukat a diszkrétidejű rendszerek identifikációjánál, valamint a többváltozós (MIMO) rendszerek altér-bázisú identifikációját. A módszereket példák illusztrálják, amelyek a MATLAB-ot és toolboxait használják.

A kötet jól hasznosítható az egyetemi és főiskolai szabályozástechnikai alap-, szakirányú és PhD képzésben, és rendszertechnikailag megalapozza a sorozat további köteteit (II. Korszerű szabályozási rendszerek, III. Soft Computing: fuzzy, neurális és genetikus algoritmusok.)

Hivatkozás: https://mersz.hu/lantos-iranyitasi-rendszerek-elmelete-es-tervezese-i//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero