Opis predmeta
Osnovni koncepti sistemov digitalnega vodenja, bločna shema sistema digitalnega vodenja, časovna kvantizacija, kvantizacija po amplitudi.
Matematične osnove obravnave diskretnih sistemov, časovno diskretni signali, z- in inverzna z-transformacija, Parsevalov teorem, relacija med različnimi oblikami Fourierjevih transformacij, povezava med ravninama z in s, prenosna funkcija, diskretna konvolucija.
Spremenljivke stanja diskretnih sistemov, enačbe stanja in prenosna funkcija, relacija med odzivom sistema in lastnimi vrednostmi ter lastnimi vektorji, odziv sistemov kot funkcija sistemske matrike, fundamentalna matrika, metode za določevanje matrike prehajanja stanj, odziv nehomogenih linearnih sistemov, ravnotežna stanja sistemov.
Frekvenčni odziv diskretnih sistemov.
Diskretni ekvivalenti zveznih sistemov, diskretni ekvivalenti zveznih prenosnih funkcij, diskretni ekvivalenti zveznih sistemov, ki so opisani s spremenljivkami stanja, povezava med predstavitvami v zveznem in diskretnem prostoru, prevedba zveznih PID regulatorjev v diskretne.
Vodljivost in spoznavnost diskretnih sistemov, prevedba v kanonične oblike.
Stabilnost diskretnih sistemov. Kriteriji za ugotavljanje stabilnosti, stabilnost nelinearnih sistemov, direktna metoda Ljapunova.
Regulator stanj z opazovalnikom. Osnovni regulator stanj, optimalni regulator stanj, opazovalnik stanj, Kalmanov filter, princip dualnosti.
Predmet učimo na programih
Elektrotehnika 2. stopnja
Cilji in kompetence
- prikazati področje diskretnih regulacijskih sistemov, to je sistemov, ki so zapisani v obliki, ki je primerna za digitalno vodenje,
- podati zahtevnejše postopke za analizo in sintezo diskretnih sistemov,
- podati metode pretvorb zveznih sistemov v diskretne,
- podati moderne regulacijske algoritme za digitalno vodenje,
- seznaniti slušatelje s problemi robustnosti digitalnega vodenja.
Metode poučevanja in učenja
predavanja in laboratorijske vaje
Predvideni študijski rezultati
Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:
– razumeti osnovno zgradbo sistemov digitalnega vodenja,
– analizirati obnašanje diskretnih sistemov v časovnem in frekvenčnem prostoru,
– opisati diskretni sistem v prostoru stanj,
– načrtovati digitalno vodenje za doseganje predpisanih ciljev,
– načrtovati opazovalnike za oceno notranjih stanj procesa,
– izvesti algoritme digitalnega vodenja na mikrokrmilniški platformi.
Temeljni viri in literatura
- Sašo Blažič, Digitalno vodenje, Založba FE in FRI, Ljubljana, 2013.
- Drago Matko, Diskretni regulacijski sistemi, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1991.
- Sašo Blažič, Diskretni regulacijski sistemi, Zbirka vaj, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2007.
- Drago Matko, Računalniško vodenje procesov, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1995.
- Gene F. Franklin, J. David Powell, Michael L. Workman, Digital Control of Dynamic Systems, Third Edition, Addison-Wesley, 1997.
- Karl Johan Astrom , Bjorn Wittenmark, Computer-Controlled Systems: Theory and Design Third Edition, Prentice Hall 1997.
- Gurvinder Singh Virk, Digital Computer Control Systems, Macmillan, 1991.
- Rajko Svečko, Diskretni regulacijski sistemi, Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko, Maribor 2003.