260 likes | 575 Views
Avtomatsko vodenje sistemov. Prvostopenjski univerzitetni program Elektrotehnika Izbirni predmet: 2.l., 4. sem. Predavanja: Prof. dr. B orut Zupančič Lab. vaje: Asist. dr. Gorazd Karer. Vsebina predstavitve. Kaj je (avtomatsko) vodenje? Kakšen je osnovni namen predmeta AVS?
E N D
Avtomatsko vodenje sistemov Prvostopenjski univerzitetni program Elektrotehnika Izbirni predmet: 2.l., 4. sem. Predavanja: Prof. dr. Borut Zupančič Lab. vaje: Asist. dr. Gorazd Karer Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Vsebina predstavitve • Kaj je (avtomatsko) vodenje? • Kakšen je osnovni namen predmeta AVS? • Kaj je vsebina predmeta? • Kje se tematika uporablja? • Kaj se bomo naučili? Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Kaj je vodenje sistemov? • Delovanje nekega realnega sistema odstopa od želenega delovanja. • Zato potrebujemo vodenje (krmiljenje, regulacija, …): • Ročno vodenje • Avtomatsko vodenje • Računalniško vodenje • Tehnologija vodenja je prioritetna tema pri številnih razvojnih strategijah. Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Kakšni so učinki? • Sistemi za vodenje • pomagajo človeku voditi procese ali pa ga pritem celo nadomeščajo, • s sistemi izboljšamo kvaliteto izdelkov, • povečamo produktivnost, • znižamo stroške, • zmanjšamo onesnaževanje, • izboljšamo kvaliteto delovnih mest, • … Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Namen predmeta • Predstaviti celostni pristop k izgradnji in uporabi računalniških sistemov za vodenje. • Podrobneje obdelati ključne postopke. http://dsc.ijs.si/si/objave/celostni_pristop http://msc.fe.uni-lj.si Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Celostni pristop izgradnje vodenja vodeni proces Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Porazdeljeni računalniški sistem vodenja Industrijska informatika Industrijska avtomatika
Sistemi in signali • Sistemi in sistemska teorija • Signali
Procesi Procesna shema Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Nadaljnja rdeča nit • Nujno pri zahtevni in napredni proizvodnji z veliko dodano vrednostjo. Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Modeliranje Matematično modeliranje
Modeliranje Več-domensko OO modeliranje (Dymola-Modelica)
Predstavitve sistemov oz. procesov • Diferencialno-algebrajske enačbe • Prenosne funkcije • Bločni diagrami • Primeri matematičnega modeliranja: avtomobilsko vzmetenje, temperatura v prostoru, populacijska dinamika Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
L=1 R=100 Računalniško modeliranje • Modelica- najnaprednejše orodje za večdomensko OO modeliranje • Primeri električnih, mehatronskih, hidravličnih, toplotnih sistemov, … Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Simulacija • Osnovni pristop: iz diferencialne enačbe v simulacijsko shemo (Matlab-Simulink) • Simulacija OO modelov v okolju Dymola-Modelica Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Analiza sistemov v časovnem prostoru • Analitični pristop • ustaljeno stanje, prehodni pojav, • vpliv polov in ničel, stabilnost, • delitev: proporcionalni, integrirni in diferencirnisistemi • Računalniški pristop: uporaba okolja Matlab, ControlToolbox G_tf=tf([3],[1 6 11 6]) t=0:0.1:20; u=ones(1,201); u(1,[100:201])=0; y3=lsim(G_tf,u,t); plot(t,u,t,y3) Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Vodenje • Krmiljenje in regulacija • PID regulacijski algoritem • Vpliv na prehodni pojav in ustaljeno stanje • Nastavitvena pravila Povratna zanka !!! Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Način izvajanja • Predavanja: tabla, prosojnice, veliko primerov, računalniška orodja (Matlab-Simulink, Dymola-Modelica) • V sklopu predavanj predstavitve • nekaterih laboratorijev in njihovih projektov iz obravnavane tematike • dejavnosti Odseka za sisteme in vodenje na IJS • dejavnosti podjetja, ki se ukvarja z avtomatizacijo Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Način izvajanja Laboratorijske vaje: • Praktičnim delo z računalniško podprtim modeliranjem, simuliranjem in vodenjem: Matlab, Simulink, Dymola, Modelica, • preizkus na laboratorijskih modelnih napravah. Izpit: Pogoj so opravljene lab. vaje, pisni in ustni izpit hkrati. Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Kje uporabljamo pridobljena znanja?avtomatika, mehatronika, robotika Elektro-obločna peč v jeklarni Robotski manipulator Mobilni sistemi Brezpilotno letalo "Karantanija" krmiljenje aktuatorja za pomik elektrod krmiljenje servo-motorjev strojni vid meritve toka in napetosti lega sklepov robota krmilni signali odčitki senzorjev strategija igre radijski oddajnik želena krivulja gibanja plan poleta vodenje robotov nastavitve procesni računalnik Avtopilot Robotski krmilnik
Kje uporabljamo pridobljena znanja?Inteligentna zgradba Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Kje uporabljamo pridobljena znanja?Biologija, farmacija, medicina… Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Naučili se bomo • modelirati enostavnejše sisteme, • simulirati enostavnejše sisteme, • razumeti pomembne principe povratne zanke, • regulirati enostavnejše laboratorijske procese, • uporabljati najnaprednejša računalniška orodja. Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si
Sklepna misel • Obravnavani modelersko simulacijskikoncept je univerzalno uporaben. • Povratna zanka, ki je najbolj značilna za večino sistemov vodenja, je prisotna v večini drugih tehniških in tudi netehniških sistemov. Predstavitev: http://msc.fe.uni-lj.si