Transcript Uvodno predavanje z osnovnimi informacijami o predmetu

Univerza v Ljubljani
Fakulteta za elektrotehniko
REGULACIJSKA TEHNIKA
nosilec:
prof. David Nedeljković
[email protected]
+386 1 47-68-478
govorilne ure: sreda ob 10:15
asistent:
dr. Aleš Leban
drugi sodelavci LRTME
http://lrtme.fe.uni-lj.si
RT - organiziranost
Obremenitev 4-0-2 (P-A-L)
Urnik

Predavanja (P): sreda
8:00 - 10:00 (8:30 - 10:00) v P-3

Predavanja (P): četrtek 8:00 - 10:00 (8:30 - 10:00) v P-3

Laboratorijske vaje (L) POZOR – 3 (4+1?) SKUPINE:
 ponedeljek 09:00 - 11:00 v LRTME (cikel c2) K-Mo
 torek
 sreda
 sreda

14:00 - 16:00 v LRTME (cikel c4) Sit-Ž
10:00 - 12:00 v LRTME (cikel c3) Mu-Sij
12:00 - 14:00 v LRTME (cikel c1) A-J
začasno...
Začetek lab. vaj v tednu, ki se začne 13.10.2014
2
RT - organiziranost
Laboratorijske vaje


Predvidoma 11 obiskov po 2 šolski uri
Sicer začetek načrtujemo v tednu, ki se začne 13.10.2014
Navodila in gradivo za laboratorijske vaje
 Na predavanjih, dostopna tudi na spletu
Poročila za laboratorijske vaje
 ČISTOPIS!!!
 Mapa A4 s prosojno prednjo stranjo in stranskim vpetjem
 Obvezno sprotno urejanje
 Pregleda asistent na naslednjem obisku in potrdi ustreznost,
kar je pogoj za uspešno opravljeno vajo
 Obvezno na izpit!!! Možna so ustna vprašanja...
3
RT - organiziranost
Izpit

Pogoj za pristop: uspešno opravljene vaje

Pisni in ustni

Roki, objavljeni v Študijskem koledarju

Vsakič ob 9:00 pred LES, če ni drugače najavljeno

Obvezna prijava preko E-študenta

Uradna možnost odjave, sicer ocena 1

Na izpitu kot pripomoček prejmete list z enačbami

Priporočamo opravljanje izpita s kolokviji
 1. kolokvij začetek decembra (sreda, 03.12.2014)
 2. kolokvij zadnji teden predavanj (četrtek, 22.01.2015)
4
RT - organiziranost
Literatura:

Rafael Cajhen: Regulacije, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko
in računalništvo, 1990.

David Nedeljković: Regulacije v močnostni elektrotehniki, visokošolski
učbenik v pripravi.

Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini: Feedback control of
dynamic systems, Addison-Wesley, 1994.

Vanja Ambrožič: Sodobne regulacije pogonov z izmeničnimi stroji, Univerza v
Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1996.

Dogan Ibrahim: Microcontroller based applied digital control: J. Wiley &
Sons, 2006.

Borut Zupančič, Rihard Karba, Drago Matko: Simulacija dinamičnih sistemov,
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko in računalništvo, 1995.
5
RT – Osnovni pojmi
Centrifugalni regulator parnega stroja (destilarna Lockes, Kilbeggan, Irska)
6
RT – Osnovni pojmi
Osnovna struktura regulacije
Motnja
(Disturbance)
Želena vrednost
Pogrešek
Regulirna veličina
(Reference value)
(Setpoint SP_INT)
(Error)
(ER)
(Control input)
(Manipul. value LMN)

x*
Dejanska vrednost
z
(Actual value)
(Process variable PV)
uc
x
Primerjalni člen
Regulator
Reguliranec
(Comparator)
(Controller, Regulator)
(Controlled plant)
Povratna zanka
(Feedback)
Osnovna struktura krmiljenja
Motnja
(Disturbance)
Želena vrednost
Krmilna veličina
z
(Reference value)
x*
uc
Dejanska vrednost
(Actual value)
x
Krmilnik
Krmiljenec
(Controller)
(Controlled plant)
7
RT – Osnovni pojmi
Krmiljenje in regulacija

Zgled: enosmerni generator...
Užel
Močnostni ojačevalnik
R
R
Z2
Z1
Uvz
48V
DC
R
modul
Ukr
Regulator
AM
3~
Delilnik
L3
n
22k
2,2F
L1
L2
Rd
UD
Rd
Rd
EG
UK
Filter
Regulator
Užel


Krmiljen usmernik
Ukr
Enosm. generator
UVZ
UK
Gladilni člen
Napetostni delilnik
UD
8
RT – Osnovni pojmi
Zahteve pri regulacijah:





Statični pogrešek
Dinamični pogrešek
Regulacijski čas
Vpliv želene vrednosti
Vpliv motenj...
9
RT – Pregled vsebine
Osnovni pojmi
Dinamika linearnih sistemov


Diferencialna enačba, prenosna funkcija,
prehodna funkcija, frekvenčna karakteristika, (prostor stanj)
Osnovni členi, blokovna shema
Simulacije
Zaprtozančni sistemi




Izračun prenosnih funkcij
Statični pogrešek
Stabilnost, stabilnostni kriteriji
Korekcija v regulacijskih krogih
Sklopi v regulacijskih napravah

Referenca, primerjalni člen, regulator, reguliranec, merilnik...
Sinteza linearnih regulacijskih sistemov

Ožja sinteza (optimaliziranje regulatorjev)
Nelinearne regulacije
10
RT – Vrste regulacij
Električne, pnevmatske, mehanske
Analogne, digitalne
Linearne, nelinearne
Zvezne, nezvezne
Vodene regulacije, regulacije s konstantno želeno vrednostjo
Procesne regulacije
Večzančne regulacije

Kaskadne regulacije

Regulacije s prepletenimi povratnimi zankami

Večkratne regulacije (npr. dvojne: omrežje - f, P)

Korekcija v regulacijskih krogih
Adaptivne regulacije

Opomba: raketna, letalska tehnika...
11
D
RT – Osnovni členi
E
 (1  sT )  (1  2 z T
l
F (s)  K
l 1
s
A
m m
m 1
B
C
 (1  sT )  (1  2 z T s  T
n
n 1
Prenosna funkcija
Ime člena
Proporcionalni
člen
Integralni člen
Člen 1. reda
Člen 2. reda
F (s) 
Blok
y
x
y
x
y
x
y
x
x( s)
y(s)
F ( s)  K
Zapis v časovnem
prostoru
(diferencialna enačba)
x(t )  K  y(t )
r 1
Zgled
uporovni delilnik;
idealni ojačevalnik
Ti ... integracijska
časovna konstanta
zasuk je integral
vrtilne
hitrosti
(motor)
dx
T  x(t )  K  y (t )
dt
K ... ojačenje
T
...
časovna
konstanta
polnjenje
kondenzatorja
K
F (s) 
1  2 zTs  s 2T 2
d 2 x 2 dx
T  2 zT  x  K  y
dt
dt 2
K ... ojačenje
T
...
časovna
konstanta
z ... faktor dušenja
RLC nihajni krog
F (s) 
1
sTi
K
1  sT
x (t ) 
1
Ti
t
 y ( )  d
0
Člen z mrtvim
časom
y
x
F (s)  K  e  sTm
x(t )  K  y(t  Tm )
Realni
diferencialni
člen
y
x
sTd
F ( s) 
1  sTd'
dx
dy
x(t )  Td'  Td
dt
dt
Idealni
diferencialni
člen
y
F (s)  sTd
dy
x(t )  Td
dt
x
Opomba
K ... ojačenje
Tm ... mrtvi čas
Td ... časovna
konstanta
Td' ... parazitna
časovna konstanta
Td ... časovna
konstanta
2 2
r
r r
K ... ojačenje
F ( s) 
s  Tm2 s 2 )
tekoči trak
praznjenje
kondenzatorja
prehodna funkcija:
Diracov impulz
'
(Td = 0)
12
s )