290 likes | 467 Views
Adapt ívne riadenie - 2012. Zabezpečujú: Prof. Ján Murgaš Ing . M arián Tárník. Skúška 4 0 bodov. Rozdelenie bodov :. Cvičenia 6 0 bodov. P í somka 7. prednáška..20b Cvicenia:previerky .....15b Priebežná práca ..........15b Referát ........................10b. Literatúra:.
E N D
Adaptívneriadenie - 2012 Zabezpečujú:Prof. Ján Murgaš Ing. MariánTárník Skúška 40 bodov Rozdeleniebodov: Cvičenia 60 bodov Písomka7. prednáška..20b Cvicenia:previerky .....15b Priebežná práca ..........15b Referát ........................10b
Literatúra: Tárník M.: Adaptívne riadenie. Interný materiál. FEI STU, 2011 Murgaš,J.- Hejda,I.: Adaptívne riadenie technologických procesov. Skriptum STU, 1993. 2. Narendra, K.S.-Annaswamy,A.M.: StableAdaptiveSystems. Prentice-Hall. 1989. 3. Astrom,K.J.-Wittenmark,B.:AdaptiveControl. Addison Wesly,1989. 4. Ioannou, P.A.- Sun,J.:RobustAdaptiveControl. PrenticeHall, 1996. 5. Butler, H.: Model ReferenceAdaptiveControl. PrenticeHall, 1992.
Zdôvodnenie pre zavedenie disciplíny • je súčasť štúdia v odbore ControlEngineering • motivácia vzniku už v 40.tych rokoch minulého storočia • je súčasťou všetkých nových technológií • má priame uplatnenie v praxi
Postuppri návrhu konvenčného riadenia 1. Etapa – Modelovanie riadeného procesu Modely: statické a dynamické Statické modely: Optimalizácia • Dynamické modely: • vonkajšie • vnútorné • Vonkajšie modely: • prenosové funkcie - prechodové charakteristiky • frekvenčné PF - frekvenčné charakteristiky
Frekvenčné charakteristiky činného výkonu turbogenerátora v jadrovej elektrárni JB pre splnenie podmienok pripojenia do ES musí byť modul < 1
Postuppri návrhu konvenčného riadenia 1. Etapa – Modelovanie riadeného procesu Modely: statické a dynamické Statické modely: Optimalizácia • Dynamické modely: • vonkajšie • vnútorné • Vonkajšie modely: • prenosové funkcie - prechodové charakteristiky • frekvenčné PF - frekvenčné charakteristiky Vnútorné modely: stavové modely
2. Etapa – návrh riadenia – klasické algoritmy Klasické algoritmy: PID, PSD, Lead – Lag, Dead - beat Stavový s dopredným riadením Polynomiálny R, S, T Pre každú štruktúru algoritmu riadenia existujú metódy a môžu byť v časovej alebo vo frekvenčnej oblasti. • 3. Etapa – implementácia riadenia • výber technických prostriedkov RS • výber programových prostriedkov RS • zabezpečenie spoľahlivosti a oddolnosti voči rušeniu
d y y r(t) u Model objektu spätná väzba 1. fáza Riadený objekt Riadený objekt výstupy vstupy Model objektu u y 2. fáza Algoritmus riadenia 3. fáza u w Riadený objekt Regulátor Postupnosť krokov pri návrhu klasického riadenia procesu
Ako postupovať v prípade, že model objektu nie je známy? Alebo sa menia parametre modelu objektu. Ak sa menia len parametre modelu objektu a nie veľmi výrazne je možné použiť robustné riadenie. Ak sa menia parametre modelu objektu výrazne alebo ak sú vonkajšie vplyvy na objekt výrazné – žiadne konvenčné štruktúry riadenia nepomôžu!!! • Oblasti, kde je to tak: • kozmická technika • autopiloty na lietadlách a lodiach • lisovacie stolice v strojárenstve • ale aj množstvo menších aplikácií.
poruchy ciele Riadiaci systém Riadený objekt výstupy vstupy spätná väzba Riešenie zavedením adaptívneho riadenia Adaptácia
Model ym(t) y(t) e(t) Adaptácia Riadený objekt Riadiaci systém r(t) y(t) u(t)
Návrh regulátora Identifikácia Riadený objekt Riadiaci systém r(t) y(t) u(t)
Funkčný predpis Riadený objekt Riadiaci systém r(t) y(t) u(t)
F Mechanický zosilňovač F(wt) = A.sin(wt) JM Otáčky JM Priebeh sily Riadený objekt Tenzometer Výpočet A Žiadaná hodnota amplitúdy sily Testovanie únavy zvarov Príklad použitia GS adaptívneho riadenia F(wt) = A.sin(wt) Priebeh sily: Frekvencia: 10 - 30 Hz Amplitúda: do 100 t Riešenie (Schenck) Problém: Zmena zosilnenia sústavy v rozsahu od 0.02 až po 9 Riešenie: Um PI regulátor Automatické nastavovanie parametrov
Adaptívna stabilizácia Riadený objekt Jednoduchý lineárny regulátor Zaručene stabilný systém Ak je známy model ..a ..vieme určiť potrebné ..k.. Veľmi jednoducho určíme podmienky zhody
V ideálnom prípade potom Rovnica systému s riadením Formálna úprava pretože Adaptačná odchýlka Dynamika adaptačnej odchýlky
Dynamika adaptačnej odchýlky Chyba nastavenia parametrov riadenia Dynamika systému
Postup zaručujúci stabilitu adaptácie Metóda: Všeobecná teória stability poruchy vstupy Dynamický systém výstupy Rovnovážny stav systému
Rovnicakyvadla Stavové rovnicekyvadla Rovnovážne stavy
x2 Poruchová trajektória x1
Aký je postup pri vyšetrovaní stability podľa Ljapunova? Treba nájsť funkciu V, ktorá opisuje vzdialenosť zastupujúceho bodu trajektórie od začiatku súradného systému (rovnovážny stav). 2. Treba zistiť či sa vzdialenosť zastupujúceho bodu od rovnovážneho stavu nevzďaľuje –
Dynamikasystému Kandidát naLjapunovovufunkcia Derivácia LF Dosadenie do LF Upravená derivácia LF