Regulacijska in krmilna teh.

Opis predmeta

Uvod. Teorija sistemov vodenja. Primeri sistemov vodenja. Primeri sistemov vodenja v kemijski tehnologiji, elektrotehniki, robotiki, itd. Paradigma povratne zanke. Razpoznavanje učinkov povratne zanke. Primerjava med odprtozančnim in zaprtozančnim vodenjem, prednosti in slabosti.

Zgradba regulacijske zanke. Osnovni elementi regulacijske zanke. Obravnava proporcionalnega, integrirnega in diferencirnega dinamičnega elementa in njegove funkcije v zaprtozančnem sistemu. Obravnava zveznih in stopenjskih regulatorjev. Obravnava PID regulatorja. Načrtovanje PID regulatorja na osnovi tabel. Obravnava diagrama lege korenov in njegova uporaba pri načrtovanje regulacijske zanke. Primeri večzančnih regulacijskih sistemov, problem brezudarnega preklopa, problem integralskega pobega. 

Simulacijsko preizkušanje sistemov vodenja z orodjem Matlab in Matlab-Simulink. Utrjevanje cikličnega postopka modeliranja, simulacije in vodenja z orodjem Matlab-Simulink.

Realizacija regulacijskih sistemov s procesnimi vmesniki na pilotnih napravah.

Uvod v kombinacijsko in sekvenčno vodenje in preklopno logiko. Programirljivi logični krmilniki (PLK). Praktična realizacija sekvenčnega vodenja na napravi Modularnega Proizvodnega Procesa (MPS) in PLK-ji.

Cilji in kompetence

Študenti morajo osvojiti osnovna znanja iz teorije sistemov vodenja, osnovne principe načrtovanja sistemov vodenja dinamičnih sistemov in spoznati cikel načrtovanja sistemov vodenja.

Metode poučevanja in učenja

Na predavanjih so študentom predstavljene teoretične osnove, ki za lažje razumevanje snovi vključujejo tudi praktične primere. Študentom je na voljo študijski material s podrobno vsebino.  Praktično delo poteka v okviru laboratorijskih vaj. Študentje najprej opravljajo vaje na simulacijskih primerih, sledi pa delo z realnimi napravami in instrumenti. Ob koncu semestra študentje pripravijo poročilo o opravljenem delu na laboratorijskih vajah.

Predvideni študijski rezultati

Osnovna znanja iz načrtovanja vodenja sistemov in  njihova implementacija na simulacijskih primerih in laboratorijskih testnih napravah.

Po uspešno opravljenem predmetu naj bi bili študenti zmožni:

• zgraditi matematične modele različnih realnih procesov ter jih zapisati v različnih zapisih (diferencialne enačbe, prenosne funkcije, prostor stanj),
• opisati koncepte zveznega in sekvenčnega vodenja,
• opisati koncept povratnozančnega vodenja in njegove učinke,
• načrtati ustrezne strukture vodenja sistemov pri uporabi odprtozančnega in zaprtozančnega vodenja ter jih analizirati,
• opisati koncepte večzančnega vodenja,
• uporabiti koncepte zveznega vodenja na realnih sistemih,
• uporabiti koncepte sekvenčnega vodenja na realnih sistemih.

Reference nosilca

1. LOGAR, Vito, DOVŽAN, Dejan, ŠKRJANC, Igor. Mathematical modeling and experimental validation of an electric arc furnace. ISIJ international, ISSN 0915-1559, 2011, vol. 51, no. 3, str. 382-39
2. FATHI, Amirhossein, SABOOHI, Yadollah, ŠKRJANC, Igor, LOGAR, Vito. Comprehensive electric arc furnace model for simulation purposes and model-based control. Steel research international, ISSN 1611-3683, 2017, vol. 88, no. 3, str. 1-2
3. TOMAŽIČ, Simon, LOGAR, Vito, KRISTL, Živa, KRAINER, Aleš, ŠKRJANC, Igor, KOŠIR, Mitja. Indoor-environment simulator for control design purposes. Building and environment, ISSN 0360-132 [Print ed.], Dec. 2013, vol. 70, str. 60-72.
4. ATANASIJEVIĆ-KUNC, Maja, LOGAR, Vito, KARBA, Rihard, PAPIĆ, Marko, KOS, Andrej. Remote multivariable control design using a competition game. IEEE transactions on education, ISSN 0018-9359, Feb. 2011, vol. 54, no. 1, str. 97-103.
5. DOVŽAN, Dejan, LOGAR, Vito, ŠKRJANC, Igor. Implementation of an evolving fuzzy model (eFuMo) in a monitoring system for a waste-water treatment process. IEEE transactions on fuzzy systems, ISSN 1063-6706. [Print ed.], Oct. 2015, vol. 23, no. 5, str. 1761-1776.

Temeljni viri in literatura

V. Logar. Regulacijska tehnika. Zapiski predavanj. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2016.

B. Zupančič. Zvezni regulacijski sistemi 1. del, 3. izdaja,  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2007.

S. Oblak, I. Škrjanc, Matlab s Simulinkom : priročnik za laboratorijske vaje, 1. izdaja, Univerza v  Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2005.

S. Strmčnik, R.Hanus, Đ. Juričić, R. Karba, Z. Marinšek, D.Murray-Smith, H. Verbruggen, B. Zupančič, Celostni pristop k računalniškemu vodenju procesov, 1. izdaja, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1998.