Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás Automatizálási tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás Automatizálási tanszék."— Előadás másolata:

1 Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás Automatizálási tanszék

2 A szabályozáselmélet főbb irányzatai Klasszikus szabályozáselmélet - az 1940-es évek elején kezdett kialakulni, mely aztán rohamosan kezdett fejlődni - a ʼ 60-as években már általánosan elterjedt az irányítástechnikai mérnöki gyakorlatban - a kidolgozott módszerek főleg determinisztikus jeleket feltételeztek - elsősorban lineáris rendszerek esetére adott módszereket - egyszerű szabályozók alkalmazása (PID) és beállítási paraméterek frekvenciatartománybeli módszerekkel - ökölszabályok megjelenése a szabályozók beállításához - Ziegler-Nichols, Janssen-Offereins - Oppelt, Strejc, Reinisch - ʼ 40-es évektől folytonosidejű (analóg) tervezési módszerek - ‚60-as évektől diszkrétidejű (mintavételes) tervezési módszerek (Shannon, Cipkin, Jury stb.) - sztochasztikus folyamatok szabályozása már a II. Világháborúban is (Wiener-szűrő) - a nemlinearitás figyelembevételére Fourier-sorfejtésen alapuló módszert alkalmaztak

3 A szabályozáselmélet főbb irányzatai Modern szabályozáselmélet - az 50-es évek végén, 60-as évek elején alakult ki - optimális irányítások tervezésére vonatkozó elméletek - állapotvisszacsatolás, állapotmegfigyelés - sztochasztikus jelek optimális szűrése - adaptív irányítások alapjai - prediktív irányítás elméleti alapjai - továbbfejlesztések Posztmodern szabályozáselmélet - 80-as években alakult ki - robusztus optimális irányítások területe, változó rendszer, referencia-, és zavarjelek esetén Soft computing - Az utóbbi pár évtizedben alakult ki. Fuzzy, genetikus algoritmusok, neurális hálózatok stb.

4 Az irányítási folyamat műveletei 1.Érzékelés: értesülés (információ) szerzése az irányító folyamatról 2.Ítéletalkotás: döntés az értesülés feldolgozása alapján a rendelkezés szükségességéről 3.Rendelkezés: utasítás a beavatkozásra 4.Jelformálás: jelmódosítás, jelerősítés 5.Beavatkozás: az irányított folyamat befolyásolása a rendelkezés alapján Érzékelés Ítéletalkotás Rendelkezés Beavatkozás Jelformálás Hatáslánc Irányítási lánc

5 Jel : valamely fizikai vagy kémiai állapothatározó olyan értéke, vagy értékváltozása, amely egy egyértelműen hozzárendelt információ szerzésére, továbbítására vagy tárolására alkalmas. Legfontosabb jellemvonása az információtartalom, ami mellett az energiatartalom csak másodlagos jelentőségű. Jelhordozó minden fizikai, vagy kémiai mennyiség lehet. Jellemző : azok az állapothatározók, amelyek az irányítandó folyamat állapotát jellemzik, vagy befolyásolják. A jellemző olyan jel, amely az irányítandó folyamat állapothatározóinak értékéhez vagy értékváltozásához rendel információt. A jel értékkészlete szerint: - folytonos: értékkészlete összefüggő tartomány - szakaszos, értékkészlete diszkrét értékeket vehet fel Az időbeli lefolyás szerint: - folyamatos, összefüggő időtartományban és megszakítás nélkül fennáll - szaggatott, meghatározott időtartományban szolgáltat információt A jel, a jellemző

6 Megjelenési formája szerint: - analóg, az információt a jelhordozó értéke határozza meg - digitális, az információ diszkrét, vagy pl. számjegy Az érték meghatározottsága szerint: - determinisztikus, értéke meghatározott időfüggvénnyel egyértelműen megadható - sztochasztikus, véletlen lefolyású jel, valószínűség számítási módszerekkel írható le. Tipikus esetek: - folytonos, folyamatos, analóg jel - szakaszos, folyamatos, analóg jel - folytonos, szaggatott, analóg jel - szakaszos, szaggatott, analóg jel - szakaszos, folyamatos, digitális jel - szakaszos, szaggatott, digitális jel A jel, a jellemző

7 Irányítási rendszer: - irányított rendszer - irányító rendszer Az irányítási rendszer dinamikus rendszer Irányítási rendszer Az irányítási rendszer Irányító rendszerIrányított rendszer

8 - Hatáslánc: szerkezeti egységek sorozata; az irányítási hatást követik - Az irányítási rendszer leírható: - Szerkezeti vázlat: vázlatos, vagy jelképes szerkezeti ábrázolás - Működési vázlat: a hatáslánc szerkezeti részeinek ábrázolása - Hatásvázlat: a hatáslánc elvi elvonatkozatott ábrázolási módja, Megadható pl. Blokkvázlattal / blokksémával Az irányítási rendszer jellegzetességei

9 - Hatáslánc: szerkezeti egységek sorozata; az irányítási hatást követik - Az irányítási rendszer leírható: - Szerkezeti vázlat: vázlatos, vagy jelképes szerkezeti ábrázolás - Működési vázlat: a hatáslánc szerkezeti részeinek ábrázolása - Hatásvázlat: a hatáslánc elvi elvonatkozatott ábrázolási módja. Megadható pl. Blokkvázlattal / blokksémával - A hatásvázlat részei: - tag - irányított szakasz - hatásirány - bemenő jel - kimenő jel - A blokkvázlat jelzi: - a hatáslánc jeleit (vonalak) - a hatáslánc tagjait (téglalap, ötszög) - a hatásirányt (a vonalakra rajzolt nyilakkal) - az összegzési helyeket (, + vagy - jelzéssel)

10 Irányítás: Vezérlés és szabályozás Vezérlés Szabályozás Vezérlő berendezésBeavatkozó szervVezérelt berendezés xrxr xbxb xmxm xzxz xaxa Szabályozó berendezés xrxr xbxb Beavatkozó szerv Szabályozott berendezés xmxm xzxz Érzékelő szerv xexe xsxs

11 Vezérlés és szabályozás összehasonlítása Irányítás VezérlésSzabályozás HatásláncNyitottZárt Zavaró jelHatása előre ismert Hatása nem ismert, de kiküszöbölhető Jelátviteli tulajdonságok Pontosan ismerni kellKisebb a jelentősége StabilitásStabilHelyenként instabil lehet

12 Szabályozások osztályozása Alapjel szerint - Értéktartó szabályozás - Követő szabályozás A jelátvivő tagok matematikai modellje szerint - Lineáris szabályozás - Nemlineáris szabályozás A jelek értékeinek meghatározottsága szerint - determinisztikus szabályozás - sztochasztikus szabályozás

13 Szabályozási rendszerek tervezésének lépései 1.A szabályozott szakasz definíciója 2.A folyamat analízise 3.A beavatkozó szervek megválasztása 4.A szabályozási hardver megvalósítása 5.Adatgyűjtés a folyamaton 6.A folyamat identifikációja (matematikai modellje) 7.A szabályozási algoritmus kifejlesztése 8.A szabályozási algoritmus szoftver implementálás 9.A szabályozási rendszer végső tesztelése (validálás)

14 Szabályozások minőségi jellemzői Első maximumig terjedő idő Felfutási idő Szabályozási idő Túllövés Az zárt rendszer domináns pólus-párja Zárt szabályozási kör átmeneti függvénye IQE IAE ITAE


Letölteni ppt "Szabályozási Rendszerek 2014/2015, őszi szemeszter Előadás Automatizálási tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések