Lantos Béla

Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I.

Egyváltozós szabályozások


FOLYTONOSIDEJŰ LINEÁRIS SZABÁLYOZÁSOK TERVEZÉSE

Ebben a fejezetben analóg szabályozások frekvencia-tartománybeli tervezési módszereivel foglalkozunk folytonosidejű egyváltozós (SISO) lineáris szabályozott szakaszt feltételezve. Feltesszük, hogy a követelmények az előírt statikus pontosság és fázistöbblet alakjában vannak megfogalmazva, továbbá a gyors működés érdekében minél nagyobb vágási frekvencia elérésére kell törekedni. Elsősorban a klasszikusnak tekinthető P, I, D komponensekből felépülő szabályozásokra koncentrálunk. Megadjuk az ideális és a közelítő PID szabályozó frekvencia- és időtartománybeli jellemzését és a szakasz kedvezőtlen statikus vagy dinamikus viselkedésének kompenzálására felhasználható tulajdonságait. Bemutatjuk a kompenzálás elvét P, PD, PI és PID szabályozók alkalmazása esetén, a visszacsatolásos kompenzálást előírt frekvenciatartományban, valamint a hibanégyzet-integrál minimalizálásán alapuló szabályozó-beállítás tervezést. Szabályokat adunk a zárt rendszer pólusai helygörbéjének (a gyökhelygörbének) gyors vázlatos meghatározására a pozitív vagy negatív erősítés függvényében, amelyek az algebrai hasonlóság miatt mintavételes szabályozások esetén is alkalmazhatók lesznek (a negatív erősítés ott gyakori). Megadjuk az ideális holtidős tag jellemzését és transzcendens átviteli függvényének Padéapproximációját racionális törtfüggvénnyel. Módszert mutatunk be először az ideális holtidős tag kompenzálására I szabályozóval, majd általános holtidős rendszer Smith-prediktorral történő szabályozására. Numerikus módszert adunk a szabályozóbeállítás tervezésre abban a gyakorlatban fontos esetben, amikor a szabályozó kimenő jele korlátozott. Bemutatjuk egy tipikus háromhurkos kaszkád hajtásszabályozás tervezési lépéseit egyenáramú motort feltételezve. Végül összefoglaljuk a szabályozók kísérleti beállítására elterjedt fontosabb módszereket (Ziegler-Nichols, Strejc stb. módszereit), amelyek vagy egyáltalán nem igénylik a szakasz modelljének ismeretét, vagy csak egy primitív modell ismeretét feltételezik.

Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I.

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2016

ISBN: 978 963 059 848 4

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//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave