Lantos Béla

Irányítási rendszerek elmélete és tervezése I.

Egyváltozós szabályozások


DISZKRÉTIDEJŰ LINEÁRIS SZABÁLYOZÁSOK TERVEZÉSE

A szabályozási algoritmusokat rendszerint valamilyen digitális számítástechnikai berendezéssel (számítógép, mikroprocesszor, mikrokontroller) valósítjuk meg. Mivel a számítástechnikai berendezések a bemenő és a kimenő jeleket az analóg/digitális (ADC) és a digitális/analóg (DAC) átalakítókkal ütemezetten kezelik, és az algoritmusokat megvalósító processzeket (taszkokat) szintén valamilyen ütemezés mellett futtatják le, ezért a diszkrétidejű (mintavételes, DDC) szabályozások elmélete és tervezése a szabályozástechnika központi témája. Az előző fejezetben már bemutattunk módszereket az analóg szabályozók mintavételes közelítésére. Ebben a fejezetben egyváltozós (SISO) lineáris mintavételes szabályozások tervezési kérdéseivel foglalkozunk. Először egy olyan tervezési módszert mutatunk be, amelyik bilineáris transzformációt alkalmazva a z -sík egységkörét a w -sík bal félsíkjára képezi le, miközben a szakasz átviteli átviteli függvényének alakja racionális törtfüggvény marad, ha eredetileg is az volt. Ezáltal alkalmazhatók lesznek az analóg szabályozások tervezési módszerei. A második módszer egy algebrai módszer, amely (a nominális szakasz modellel) véges beállási idejű szabályozót eredményez, tehát a szabályozás hibája véges sok mintavétel után nullává válik (dead-beat szabályozás). A harmadik módszer kétszabadságfokú szabályozót eredményez, amely előrecsatolást (feedforward) és visszacsatolást (feedback) alkalmaz, és a tervezést diophantoszi egyenletre vezeti vissza a polinomok körében. Ennek kapcsán foglalkozunk még a modell-követő szabályozással és az aktív csillapítás kérdésével is. A negyedik módszer a korábban már megismert Smith-prediktor mintavételes megvalósítását mutatja be, ha a holtidő a mintavételi idő egész számú többszöröse.

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