Brodska elektrotehnika i elektronika

1. Brodska elektrotehnika i elektronika 15.b. predavanje

2. OSNOVNI POJMOVI I NAČELA AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA SUSTAVIMA Umni rad, korištenjem dostupnih informacija upravlja fizičkim radom, odnosno upravlja potroškom energije. Te čovjekove svrsishodne operacije predstavljaju smišljen skup djelovanja za koji se može reći da se sastoji od radnihoperacija i operacija upravljanja. Zamjena umnog rada čovjeka u operacijama upravljanja s tehničkim uređajem naziva se automatizacija, a sami ti uređaji nazivaju se automatskim uređajima. Automacija je pojam šireg značenja koji podrazumijeva razdoblje u razvoju proizvodnih snaga u kojem strojevi i uređaji zamjenjuju čovjeka u fizičkom radu, ali i u dijelovima umnog rada, npr. opažanju, pamćenju ili odlučivanju. To je tehničko - ekonomska disciplina. Pod pojmom automat podrazumijeva se tehnički uređaj koji samostalno izvršava rad kojeg je zamislio njegov konstruktor. S motrišta upravljanja sva sredstva rada i strojevi koji su potrebni pri ostvarenju nekog procesa kojim se upravlja nazivaju se objektima upravljanja, a onaj mehanizam kojim se ostvaruje to upravljanje naziva se organom upravljanja.

3. UVODNI POJMOVI Danas su u svakodnevnom životu neizbježni sustavi automatskog upravljanja, odnosno sustavi automatske regulacije. Da bi se utvrdilo da li zadovoljavaju zahtjeve u pogledu stabilnosti, brzine odziva pri promjeni ulazne veličine, stupanj osjetljivosti na poremećaje i dr., potrebno je poznavati dinamiku tih sustava. Dinamika sustava opisuje se diferencijalnim jednadžbama. Problem nastaje kada su te diferencijalne jednadžbe previše složene za analitičko rješavanje. Tada je korisno sustav nadomjestiti analognim modelom. Na modelu se vrše mjerenja koja se prevode u uvjete ispitivanog sustava. Obično se na modelu vrlo lako realiziraju promjene parametara sustava i brzo ocjenjuje utjecaj tih parametara na promjene fizikalnih varijabli. Prednost modela je i u tome što se fizikalna zbivanja prikazuju u vremenskom području koje odgovara fizikalnoj stvarnosti pa se na taj način zorno povezuje stvarnost i matematička simbolika. Elementi modela na određeni način simuliraju elemente ispitivanog realnog sustava pa se uređaji na kojima se ostvaruju modeli nazivaju simulatorima, a sam postupak gradnje modela simulacijom.

4. UVODNI POJMOVI U samom početku simulatori su bili analogni, mehanički ili električni uređaji, s unaprijed definiranim osnovnim elementima. Vremenski odziv dobiva se na pisaču ili osciloskopu. No, razvoj elektroničkih računala omogućio je da se simulatori "simuliraju" na elektroničkim računalima u posebnim programima kao što su TutSim, VisSim, itd. Danas se za simulaciju električnih i elektroničkih sklopova najviše koristi Electronic Workbench (EWB), a općenito za razne složene sustave MatLab-ov dio - Simulink. U početnoj fazi izrade bilo kojeg novog proizvoda uključena je i simulacija na računalu. Ako rezultati ne zadovoljavaju, moraju se mijenjati parametri prema podacima računalne simulacije, a tek kad je na računalu sve u redu ide se na izradu modela i na kraju prototipa. Za upravljanje sustavima potrebno je poznavati i mjeriti kontrolne veličine. Kontrolne veličine mogu biti npr. jedan ili više izlaza iz sustava. Te se kontrolne veličine analiziraju kao signali. Postoji više vrsta signala i više podjela signala u srodne grupe.

5. UVODNI POJMOVI No, prije samog rada, potrebno je razmotriti ispravno značenje određenih pojmova. Sustav je prirodna, društvena, tehnička ili mješovita tvorevina koja u nekoj okolini djeluje samostalno s određenom svrhom. Tvorevina je skup elemenata koji stoje u takvom uzajamnom odnosu da ne postoje razdvojeni podsustavi. Djelovanje označava obavljanje radnji pretvorbe energije, obrade tvari ili obrade informacija. Svrha označava konačan rezultat djelovanja/djelatnosti izražene u nekom cilju, a za zadovoljavanje neke potrebe. U Tablici 1.1. data su dva primjera koja pojašnjavaju pojmove djelatnosti, cilja i svrhe. Tablica 1.1: Usporedba djelatnosti, cilja i svrhe DJELATNOST CILJ SVRHA farmacija lijek zdravlje ribolov riba ishrana

6. UVODNI POJMOVI Automobil ne može djelovati samostalno, pa stoga nije sustav, iako je složena, tehnička i svrhovita tvorevina. To je sprava (uređaj). Vozila, pisači, dizalice, letjelice i sl. uglavnom nisu sustavi. Međutim, automobil s vozačem je mješoviti sustav. Mišolovka je svrhovita tvorevina koja ne može djelovati bez vanjskog poticaja pa nije sustav. Ovakve svrhovite tehničke tvorevine (zamke, zvonca, alarmi, termometri) koje vanjskim poticajem obave određenu radnju nazivaju se napravama. Električni stroj za rublje je sustav, jer djeluje samostalno i svrhovito. Samostalno djelovanje neke tvorevine, bilo prirodne, bilo tehničke, moguće je ako takva tvorevina posjeduje vođenje (engl guidance, control). Vođenje (regulacija) je smisleno djelovanje na stanje energije i tvari u nekom procesnom prostoru na način da se postigne ili očuva neki cilj, odnosno svrha procesa. Vođenje se temelji na mjerenju i motrenju procesa pa je vođenje zapravo postupanje s informacijama sa ciljem održavanja danog procesa.

7. UVODNI POJMOVI Motrenje (engl. monitoring, hrv. kontrola) je kad se određuje da li je nešto npr. vruće ili hladno, a mjerenje kad se određuje kolika je temperatura, npr. 22ºC. Automatika (engl. Automatic control) je znanstveno-tehnička disciplina čija su područja teorija vođenja, istraživanje i analiza uvjeta djelovanja i zakonitosti vođenja različitih sustava te sinteza i gradnja sustava za automatsko vođenje. Automatizacija je tehnička disciplina koja obuhvaća sve mjere s kojima se smanjuje udio ljudskog rada u proizvodnji i s kojima se postiže viši stupanj ekonomične i rentabilne proizvodnje u pogledu utroška sirovine, energije i vremena. Automacija ima širi smisao i označava razdoblje u razvoju proizvodnih snaga u kojem strojevi zamjenjuju čovjeka u fizičkom radu i misaonim djelatnostima: opažanju, pamćenju i odlučivanju. Automacija je tehničko-ekonomska disciplina koju čine sve tehničke organizacije i ekonomske discipline međusobno povezane za ostvarenje najbolje moguće proizvodnje.

8. OSNOVNI POJMOVI I NAČELA AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA SUSTAVIMA S motrišta sustava nailazi se na dva dijela: upravljački i upravljani dio. Ako u nekom sustavu sve radne operacije i operacije upravljanja ostvaruju automatski uređaji taj se sustav naziva sustav automatskog upravljanja. Ako je u sustavu samo dio operacija automatiziran, a važnije operacije izvodi čovjek, tada se govori o poluautomatskom sustavu. Automatika je znanstvena disciplina koja proučava cjelokupne mehanizme i uređaje koji rade automatski, a objedinjuje teoriju automatskog upravljanja s teorijskim i primijenjenim postupcima pri gradnji i organizaciji djelovanja tehničkih sredstava, kao što su davači, izvršni mehanizmi, procesna računala, itd. Osnovni zadaci automatskih uređaja i sustava su: - signalizacija;- kontrola; - blokada i zaštita; - upuštanje (zaustavljanje); - upravljanje.

9. Pod pojmom upravljanje u najširem smislu podrazumijeva se takva organizacija nekog procesa kojom se postiže željeni cilj. Prema namjeni sustavi automatskog upravljanja dijele se (jedna od postojećihpodjela) na: - sustave automatske regulacije, i - kibernetičke sustave (Norbert Wiener definirao je kibernetiku kao nauku o upravljanju i komunikaciji kod živih bića i strojeva.). Sustavi automatske regulacije su s praktične strane najznačajniji u sadašnjim rješenjima, te su najrašireniji. Oni predstavljaju jednostavnije sustave automatskog upravljanja i reguliraju rad uređaja i postrojenja. Kibernetički sustavi rješavaju znatno složenije zadatke kao što su: - ekstremalno upravljanje, - adaptivni sustavi, - inteligentni sustavi (sustavi koji uče), itd.

10. Kada se pristupa upravljanju nekim objektom nužno je poznavati svojstva objekta upravljanja. Stanje objekta upravljanja određeno je: - unutarnjim svojstvima objekta; i - vanjskim djelovanjima na objekt. U vanjska djelovanja na objekt upravljanja ubrajaju se: - poremećajne veličine; i - upravljačke veličine. Poremećajne veličine općenito su slučajnog karaktera. Algoritam funkcioniranja sustava su zahtjevi kojima trebaju udovoljiti izlazne veličine sustava. Algoritam upravljanja sustava je zakonitost djelovanja automatskog uređaja na objekt upravljanja. Regulirana ili izlazna veličina sustava y(t) je fizikalna veličina koja se regulira. Izvršna, poremećajne i izlazna veličina

11. FUNKCIONALNA SHEMA AUTOMATSKOG SUSTAVA S POVRATNOM VEZOM Narodna banka Hrvatska Inozemno zaduženje RH Krediti građanstvu, komercijalne banke Promatranje financijskih tokova Pojednostavljena funkcionalna shema zatvorenog sustava automatske regulacije

12. Shema broda koji se giba po zadanom kursu Kod svih gibajućih objekata, kao što su brod, avion, podmornica, raketa, torpedo, i sl., postavlja se zahtjev za kretanjem po određenom zadanom kursu 0. U sustavu sa slike izlazna veličina je kurs (t). Odstupanje izlazne veličine (t) od zadanog kursa 0 = konst. registrira se (mjeri) žiroskopom (2). Uz pomoć kormilarskog stroja (3) pomiče se regulacijski uređaj (list kormila) za potreban kut . Izvršna je veličina (t) i ona kompenzira djelovanje poremećajnih veličina (valovi, morske struje, vjetar, itd.) te zadržava brod na zadanom kursu 0.

13. TEMELJNA NAČELA UPRAVLJANJA Temeljna su načela upravljanja: 1. načelo otvorenog sustava, 2. načelo kompenzacije i 3. načelo povratne veze. 1. Bit načela je da se algoritam upravljanja (izvršna veličina) formira isključivo na temelju zadanog algoritma funkcioniranja (vodeća veličina) i da se ne kontrolira ni poremećajnim veličinama ni izlaznim veličinama procesa.To su: automatska signalizacija, blokada, zaštita, upuštanje, zaustavljanje, upravljanje elektrohidrauličkim i elektropneumatskim ventilima, logički elementi, itd.

14. TEMELJNA NAČELA UPRAVLJANJA AF predstavlja element za formiranje algoritma funkcioniranja, D detektor, ME međuelement namijenjen pojačanju i pretvorbi signala, IE izvršni element (aktuator), OR objekt regulacije, u(t) algoritam funkcioniranja, yr(t) izvršnu veličinu (algoritam upravljanja) i y(t) reguliranu veličinu (izlazna veličina). Kao primjeri otvorenih sustava mogu poslužiti uređaj za pranje automobila, stroj za pranje rublja i semafor na raskršću. Stroj za pranje rublja radi na jednak način, a u skladu sa svojim programom koji je unaprijed zadan. Nema nikakvih informacija tijekom pranja o stanju zaprljanosti rublja. Zeleno, žuto i crveno svijetlo na semaforu mijenjaju se naizmjenično prema unaprijed utvrđenim vremenskim intervalima, a bez obzira na gustoću saobraćaja.

15. TEMELJNA NAČELA UPRAVLJANJA 2. Suština načela kompenzacije je u mjerenju poremećajnih veličina, te, ovisno o rezultatima mjerenja, formiranja izvršnog djelovanja na objekt regulacije. Namjera je realiziranje promjene izlazne veličine prema zadanom zakonu.U sustavu prikazanom na slici regulacija se ostvaruje po poremećajnoj veličini f1(t). AR predstavlja automatski regulator, a on se sastoji iz: detektora (D), međuelementa (ME) i izvršnog elementa (IE) koji djeluje izvršnom veličinom na objekt regulacije.

16. TEMELJNA NAČELA UPRAVLJANJA 3. NAČELO POVRATNE VEZE ILI NAČELO ZATVORENOG SUSTAVA Zadatak sustava automatske regulacije je ostvarivanje uvjeta: y(t) = u(t) U realnim sustavima egzistira razlika između vodeće, u(t), i regulirane veličine, y(t). Naziva se regulacijsko odstupanje sustava automatske regulacije. d(t) = u(t) - y(t) Bit načela zatvorenog sustava je ostvarivanje takve izvršne veličine yr(t) koja će svojim djelovanjem na objekt regulacije smanjivati regulacijsko odstupanje s namjerom da se ono u potpunosti otkloni (d = 0). Postoji stalna informacija o stanju na izlazu, koja se, s pomoću povratne veze, dovodi u komparator i uspoređuje s vodećom veličinom.

17. TEMELJNA NAČELA UPRAVLJANJA U međuelemente najčešće se ubrajaju: modulatori, demodulatori, pojačala i korekcijski sklopovi. Bitno je uočiti da se kod načela zatvorenog sustava ne mjere poremećajne veličine. Promjena izvršne veličine ostvaruje se regulatorom kojem je zadatak eliminirati regulacijsko odstupanje: d (t). Sve su veličine usmjerene. Stoga se s obzirom na tijek informacija i energije sustav automatske regulacije prikazuje s ulaznom u(t) i izlaznom y(t) veličinom.

18. TEMELJNA NAČELA UPRAVLJANJA Razlikuju se sustavi s negativnom i pozitivnom povratnom vezom (feed back). Pozitivnom povratnom vezom povećava se utjecaj ulaznog djelovanja na izlaznu veličinu, a negativnom povratnom vezom smanjuje se taj utjecaj. Načelo povratne veze nije pojam vezan samo uz tehničke sustave, već je ugrađen u sva područja života: ekonomiju, žive organizme, itd. Primjer: zatvoreni sustav upravljanja automobilom. Pri vožnji automobilom potrebno je uočiti četiri osnovne radnje: 1) vozač prati put - tu oči imaju funkciju davača informacije o zadatku upravljanja; 2) vozač prati položaj automobila u odnosu na put - tu oči imaju funkciju detektora informacije o ostvarenom rezultatu upravljanja, ta se informacija prenosi povratnom vezom; 3) mozak vozača vrši usporedbu i analizu primljenih informacija o putu (to je referentna ili vodeća veličina) i o trenutnom položaju automobila (to je regulirana veličina); mozak donosi odluku o aktiviranju izvršnog organa, to su ruke, tj. stvara izvršnu veličinu yr (t); 4) izvršenje odluke na objektu reguliranja: to je upravljač automobila kojega vozač rukama pomiče.

19. KONTINUIRANI I DISKRETNI SUSTAVI AUTOMATSKE REGULACIJE Kroz sustav automatske regulacije signali se prenose korištenjem modulatora. Modulator najčešće ima dva ulaza. Ovisno o prirodi konkretnog primjera modulacija može biti: kontinuirana i diskretna te tako i sustavi automatske regulacije mogu biti kontinuirani i diskretni. U sustavima automatske regulacije s električnim veličinama koristi se harmonička funkcija: uN(t) = A sin(t + ) gdje je A amplituda, kružna frekvencija, a početna faza signala. Svaki od parametara: A,  i  može se iskoristiti za prijenos informacije u1(t). Kada je amplituda nositelja uN(t) funkcija ulazne veličine u1(t) govori se o amplitudnoj modulaciji A = A(u1), a analogno tome i o faznoj modulaciji=  (u1) i frekvencijskoj modulaciji = (u1). Diskretni su sustavi oni koji sadrže barem jedan diskretni element koji ima ulogu diskretnog modulatora. Na izlazu diskretnog elementa može se ostvariti:diskretnost signala po razini, diskretnost signala po vremenu i diskretnost signala po vremenu i razini.

20. KONTINUIRANI I DISKRETNI SAR Izvršni mehanizmi su u praksi ostvareni kao elementi s kontinuiranim djelovanjem. To su najčešće motori (električki, pneumatski, hidraulički). Kako su prisutne i kontinuirane i diskretne veličine nužni su A/D (analogno-digitalni) i D/A (digitalno-analogni) pretvornici.

21. SUSTAV S PRETVORBOM DISKRETNOG U KONTINUIRANI SIGNAL U sustavu se mogu uočiti tri diskretna elementa: D/A pretvornik, komparator i A/D pretvornik te tri kontinuirana elementa: pojačalo, motor i reduktor. Sustavi koji rade s diskretiziranim signalima su svi sustavi rad kojih se temelji na primopredaji ultrazvučnog (sonar) ili elektromagnetskog vala (radar, različiti sustavi navigacije). Takav jedan sustav je sustav za mjerenje dubine.

22. Sustav za mjerenje dubine

23. LINEARNI I NELINEARNI SUSTAVI Vremenski invarijantan sustav je onaj kod kojega vrijedi da se odziv pomakne za vremenski interval t ako se pobuda pomakla za isti vremenski interval t. Obzirom na vremensku ovisnost parametara sustavi mogu biti: - stacionarni; - nestacionarni. Kod stacionarnih sustava svi su parametri sustava konstantne veličine. Kod nestacionarnih sustava neki ili svi parametri su promjenljive veličine. Determinirani (deterministički) sustavi su oni dinamički sustavi koji se u jednakim uvjetima uvijek jednako vladaju. Npr. pri jednakoj ulaznoj veličini izlazna veličina je uvijek jednaka i u potpunosti određena. Ostali su sustavi nedeterminirani. Stohastički sustavi su oni kod kojih pri određenoj ulaznoj veličini izlazna veličina ima slučajan karakter s nekom razdiobom vjerojatnosti. Praktički su svi realni sustavi stohastički, ali u velikom broju tehničkih sustava promjena parametara je zanemariva te se ti sustavi tretiraju kao deterministički.

24. LINEARNI I NELINEARNI SUSTAVI Skalarnim se nazivaju sustavi koji imaju jedan ulazni i jedan izlazni signal. Kauzalni su sustavi kod kojih postoji uzročno-posljedična veza: odziv je rezultat pobude. Kod nekauzalnih sustava moguć je odziv prije pobude. Takvi sustavi mogu predvidjeti (anticipirati) budućnost. Adaptivni sustavi su oni koji sami dobivaju i koriste tekuću informaciju o svojstvima objekta i okoline i koji automatski formiraju izvršnu veličinu potrebnu za ostvarivanje cilja upravljanja.

25. UVOD U AUTOMATIZACIJU BRODA Povećanje složenosti brodskih sustava tražilo je njihovu automatizaciju, a sve sa ciljem boljih eksploatacijskih karakteristika broda koje se iskazuju u: - smanjenju brojnosti posade, - smanjenju troškova za posadu, - smanjenju vremena operacija s teretom, - smanjenju kvarova, - smanjenju utroška goriva, - poboljšanju održavanja, - poboljšanju radnih uvjeta. Automatizacija se provodi: - daljinskim upravljanjem brodskih uređaja, - regulacijom brodskih uređaja, - daljinskim mjerenjima, - signalizacijom, - centralizacijom dobivenih informacija o procesima, - predočavanjem i registracijom informacija u obliku najpogodnijem čovjeku, - automatskom obradom dobivenih informacija, - programiranjem izvođenja važnijih i složenijih operacija, itd.

26. UVOD U AUTOMATIZACIJU BRODA Općenito, ugradnjom kompjuterskog sustava na brod mogu se ugraditi i izvršavati brojne funkcije, kao npr.: - protusudarni sustavi, - određivanje položaja pomoću satelita, - izračunavanje položaja zbrajanjem kurseva, - navigacijski proračuni, - upravljanje ukrcavanjem i iskrcavanjem tereta, - izračunavanje stanja broda, - izračunavanje najpogodnijih uvjeta krcanja, - otkrivanje pogrešaka u strojarnici, - registriranje podataka o strojevima u strojarnici, - upravljanje zakretnim momentom glavnog stroja, - kompjuterska liječnička dijagnoza, itd. Često se s obzirom na specifičnosti u primjenama automatizacija na brodu dijeli i prema područjima primjene na: - automatizaciju pogonskog kompleksa, - automatizaciju rukovanja teretom, - automatizaciju zapovjednog mosta, - automatizaciju komunikacija.

27. BLOKOVSKA ALGEBRA

28. BLOKOVSKA ALGEBRA

29. PRIMJENA KOMPENZACIJE U PID REGULATORIMA(jedan primjer PID-a je i autopilot) • Kompenzacijski član s derivacijskim djelovanjem unosi u krug fazno prethođenje (za čisti derivacijski član D0 fazno prethođenje je 900). Rabi se u području srednjih i visokih frekvencija - to je u biti filter koji propušta visoke frekvencije, a prigušuje niske. Takvo djelovanje povoljno djeluje na stabilnost i brzinu odziva. • Kompenzacijski član s integracijskim djelovanjem unosi u krug fazno zaostajanje (za čisti integracijski član I0 fazno zaostajanje je 900). Takvo djelovanje nepovoljno utječe na stabilnost te se rabi kod vrlo niskih frekvencija. Guše se visoke frekvencije te se može povećati pojačanje, što povoljno djeluje na točnost. • Kompenzacijski članovi mogu se spajati serijski i u povratnoj vezi. Česti su kompenzatori s proporcionalno - derivacijskim (PD), proporcionalno - integracijskim (PI) i proporcionalno - integracijsko - derivacijskim (PID) djelovanjem. Mogu se izvesti u više izvedbi, ali najčešća je električna izvedba zbog jednostavnosti, kompaktnosti, točnosti i pouzdanosti. Rabe se uglavnom RC članovi, a izbjegava se uporaba zavojnica koje zauzimaju više prostora, a i poskupljuju značajno korekcijski slog.

30. PRIMJENA KOMPENZACIJE U PID REGULATORIMA(jedan primjer PID-a je i autopilot) Pored objekta tu su zastupljeni mjerni uređaji (mjerno osjetilo kao dio koji neposredno osjeća mjerenu, reguliranu, veličinu i mjerni pretvornik koji mijenja taj signal u signal koji se može lako očitati, najčešće u normirani signal), vremenski član s kojim se oblikuje regulacijsko odstupanje i postiže željeno regulacijsko djelovanje (regulator, kompenzator), pojačalo koje je gotovo uvijek povezano s vremenskim članom te izvršni uređaji (aktuatori): postavni pogon (najčešće razni oblici motora, bilo električni, hidraulični, i sl.) i postavni član (razni ventili, itd.). Ukoliko je objekt brod, a radi se o vođenju broda po određenom kursu tada bi poremećajne veličine z(t) koje skreću brod sa zadanog kursa u(t) bile vjetar, valovi, struje, i sl. Stvarno kretanje broda, odnosno stvarni kurs y(t), registrira žirokompas (mjerni uređaj). Stvarni kurs uspoređuje se sa željenim kursom u(t) u komparatoru te ako postoji razlika na izlazu iz komparatora pojavljuje se regulacijsko odstupanje koje se onda oblikuje u vremenskom članu. Signal kojim se osmišljeno djeluje da se poništi regulacijsko odstupanje, tj. skretanje sa željenog kursa, pojačava se u pojačalu te se njim pokreće izvršni uređaj: kormilarski uređaj. Postavni pogon je motor, a postavni član je list kormila. Izvršna veličina je yr(t).

31. PRIMJENA KOMPENZACIJE U PID REGULATORIMA(jedan primjer PID-a je i autopilot) Proporcionalno djelovanje Integracijsko djelovanje

32. PRIMJENA KOMPENZACIJE U PID REGULATORIMA(jedan primjer PID-a je i autopilot) Proporcionalno – integracijsko djelovanje Proporcionalno – derivacijsko djelovanje

33. PRIMJENA KOMPENZACIJE U PID REGULATORIMA(jedan primjer PID-a je i autopilot) Proporcionalno – integracijsko – derivacijsko djelovanje

34. TEMELJNE ZNAČAJKE POJEDINIH VRSTA REGULATORA • Odlike djelovanja proporcionalnog (P) regulatora su jednostavnost, stabilnost, neposrednost, ali i odstupanje stvarne vrijednosti vođene veličine od željene vrijednosti. To odstupanje se iskazuje kao preostala stacionarna pogreška pri odzivu sustava. • Značajno za integracijski (I) regulator je da on ne uzrokuje odstupanje u sustavu, ali se prijelazna karakteristika sustava vođenog integracijskim regulatorom ne smiruje. Stvarna vrijednost vođene veličine oscilira oko željene vrijednosti. • Derivacijski (D) regulator se trenutačno suprostavlja djelovanju poremećaja s brzim odzivom u obliku valovitog skoka koji prelazi u uzlazno klizanje vođene veličine. Na taj način vođeni sustav postaje nestabilan.

35. TEMELJNE ZNAČAJKE POJEDINIH VRSTA REGULATORA

36. TEMELJNE ZNAČAJKE POJEDINIH VRSTA REGULATORA

37. TEMELJNE ZNAČAJKE POJEDINIH VRSTA REGULATORA

38. TEMELJNE ZNAČAJKE POJEDINIH VRSTA REGULATORA Djelovanja integracijskog i derivacijskog regulatora su nepovoljna. U načelu ne rabe se samostalno, već se kombiniraju s proporcionalnim regulatorom. • Proporcionalno djelovanje daje proporcionalno - integracijskom (PI) regulatoru nepo-srednost i stabilnost djelovanja, dok integracijsko djelovanje otklanja odstupanje. Značajka djelovanja tog regulatora je postojanje neznatnih oscilacija za vrijeme prijelaznih pojava. • Proporcionalno djelovanje daje proporcionalno - derivacijskom (PD) regulatoru neposrednost i stabilnost djelovanja te otklanja veća odstupanja, dok se derivacijsko djelovanje suprostavlja brzim promjenama vođene veličine koje nastaju pri djelovanju poremećaja. U sustavu preostaje odstupanje stvarne vrijednosti vođene veličine od željene vrijednosti. • Djelovanje proporcionalno - integracijsko - derivacijskog (PID) regulatora povezuje sva dobra svojstva triju djelovanja. Proporcionalno mu osigurava stabilnost, integracijsko otklanja odstupanje, a derivacijsko poboljšava brzinu odziva i prigušuje eventualnu sklonost sustava k osciliranju.

39. SUSTAV DRUGOG REDA Opća jednadžba P2 člana glasi: Serijski RLC krug je sustav 2. reda u električnim krugovima. Analogni sustavi se mogu naći u mehanici i drugim granama znanosti. Neprigušena vlastita frekvencija sustava, n, je frekvencija kojom bi sustav titrao oko ravnotežnog položaja kada u sustavu ne bi bilo gubitaka energije, odnosno prigušenja. Gubitke energije opisuje koeficijent prigušenja . Što je koeficijent prigušenja veći, sustav će se prije smiriti u stacionarnom stanju i titrat će manjom frekvencijom. Frekvencija prigušenog titranja sustava, p, dana je relacijom: Kod P2 člana razlikuje se 5 slučajeva odziva u ovisnosti o koeficijentu prigušenja, : •  > 1 aperiodski, •  = 1 granično aperiodski, • 0 <  < 1 prigušeno oscilacijski, •  = 0 neprigušeno oscilacijski i •  < 0 raspireno oscilacijski.

40. SUSTAV DRUGOG REDA • Osciliranje vrijednosti oko iste vrijednosti znači da se može špekulirati kupovinom u periodima kad je niža cijena, a prodajom kad je viša (prigušenje = 0). • Ako je odziv raspirujući, tvrtka je nestabilna i ovisi puno o vanjskim prilikama (intervencijama politike i sl). Ako je previše nestabilna, vodi u gubitke i/ili stečaj (prigušenje < 0). • Odziv s prebačajem čest je slučaj na zapadu kod IPO-a, kada se IPO vrši u najpovoljnijem trenutku i nakon što nekoliko velikih institucionalnih investitora zaradi, cijene padnu na realnu vrijednost (prigušenje između 0 i 1) (Kod nas je to primjer IPO Magme ili Atlantic Grupe). • Aperiodski odziv (prigušenje > 1) i granično aperiodski (prigušenje = 1) vodi asimptotskom približavanju ciljanoj maksimalnoj vrijednosti. U prvom slučaju se rast zaustavlja na nižoj vrijednosti od ciljane.

41. SUSTAV DRUGOG REDA – PRIMJER GENERAL ELECTRIC Ponašanje dionice GE je tipični oscilacijski odziv sustava drugog reda. Može se predvidjeti kad je se ispalti kupiti, a kada prodati – analiza po signalu. Međutim, ako se zna da je u vrijeme minimuma bio slom burze, tada se ta cijena može uzimati kao donja margina sigurnosti ulaganja intelogentnog investitora. Bez obzira što na pad nije imao utjecaj poslovanje GE, može se za sve dionice naći da osciliraju. Naravno, nije riječ o savršenim oscilacijama, jer postoje i dnevne fluktuacije zbog raznih čindbenika. Još uvijek se može zaraditi 50%!!!

42. Primjer analize signala u financijama • Iz priloženog dijagrama vidi se da postoji uzorak ponašanja dionice. Više o obradi i analizi signala može se naći u istomimenom izbornom predmetu na PEIT-u 3. godini. • Može se predvidjeti ponovni nagli rast u obliku klina i ponovni pad. • Napomena: Korekcija je nastupila iz više razloga: pada dobiti (financijsko izvješće), neuspjelog preuzimanja, ljetnje korekcije tržišta RH i momentalno precjenjene tržišne vrijednosti. Međutim, kako posjeduje vode (studena i studenac), perspektiva tvrtke je dugoročno dobra. Naime, u budućnosti se očekuju ratovi zbog pitke vode kao strateškog resursa. • Ograda: Autor je dioničar Podravke d.d.

43. ANALOGIJA EKONOMIJE I ELEKTROTEHNIKE Napon = NOVAC Struja = tok novca Otpornik = otpor prema povratu novca (štrajk, škart, gubici, itd) Kondenzator = skladište Zavojnica = višak na skladištu Ovo je samo analogija po matematičkom modelu.