Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © 2010 - Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 SPEC. 2. p.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © 2010 - Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 SPEC. 2. p."— Transkript prezentace:

1 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 SPEC. 2. p

2 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ … popis obecných zákonitostí týkajících se řízení a řídicích systémů i přenosu informací. Velice úzce souvisí s rozvojem techniky, který nastal v ob- dobí před druhou světovou válkou a v jejím průběhu. Hnacím motorem tehdejšího vývoje a pokroku bylo bohužel válečnické úsilí. Kybernetika

3 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Kybernetika Zabývá se systémy, které informace přijímají, ukládají, zpra- covávají a na jejich základě činí rozhodnutí. Informace – signály, které vysílá jako výsledek řídicí systém – nabývají vzhledem k definovanému cíli určitého smyslu. A je jedno, o jakou oblast života se jedná – jen je nutno vý- sledky správně a relevantně interpretovat.

4 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Kybernetika Předmětem studia kybernetiky nejsou úplně obecné systé- my, ale tzv. kybernetické systémy a jejich kybernetická teorie systémů (pro zobrazování systémů používá mno- žinové vyjádření). Kybernetické systémy mají cílové chování Kybernetické systémy mají cílové chování, což je vlastnost systémů vyznačujících se vědomím.

5 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Kybernetika Kybernetika je věda, která se zabývá obecnými principy řízení a přenosu informací ve strojích a živých organismech.

6 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Nejdůležitější principy kybernetiky: Za zakladatele - „otce“ kybernetiky je považován americký matematik Norbert Wiener, který vydal v roce1948 knihu „Kybernetika aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů “

7 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Zpětná vazba Do základů byla zahrnuta i teorie řízení systémů založená na zpětné vazbě a jejích účincích v systému řízení. Je to velmi obecný princip. Je především zásluhou kybernetiky, že se stal obecně známým a umožnil vysvětlit řadu dějů odehrávajících se v nejrůznějších dynamických systémech. Nejdůležitější principy kybernetiky:

8 Informace Postupně vznikla exaktní teorie informace - informace dopl- nila fyzikální obraz světa, protože jde o stejně důležitou entitu, jakou je hmota či energie. Informace je nositelem vědomostí, proto má různé úrovně a hodnoty – má svou klasifikaci, kvantifikaci a kvalifikaci – nutně tedy má i jakost a kvalitu. Informace má svou přesně definovatelnou povahu. T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Nejdůležitější principy kybernetiky:

9 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Nejdůležitější principy kybernetiky: Model Systematické studium různých systémů vedlo k poznatku, že systémy různé fyzikální podstaty mohou mít velmi podobné chování a že chování jednoho systému mů- žeme zkoumat prostřednictvím chování jiného, snáze realizovatelného systému ve zcela jiných časových či prostorových měřítcích = pomocí modelu, dnes vytla- čeny symbolickými modely na č í slicových poč í tač í ch.

10 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE © VR - ZS 2010/2011 Statické vlastnosti = statické charakteristiky vyjadřují závislosti (hodnot) veličiny výstupní na (hodnotách) veličiny vstupní, čili vyjadřuje vztah mezi vstupní a výstupní veličinou v ustáleném stavu – po skončení všech (časově závislých a v čase probíhajících) přechodných dějů. Statickou charakteristiku získáme zpravidla měřením a vynesením do grafu, protože grafická podoba je průkazná a reprezentativní. POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ Nejdůležitější základy kybernetiky:

11 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Typické nelinearity – omezení (spojitý průběh), relé (nespo- jitý průběh), obecný spojitý

12 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Dynamické vlastnosti = dynamické charakteristiky Dynamické vlastnosti Dynamické vlastnosti vyjadřují chování prvku nebo obvodu při změnách – probíhají v čase – určují rychlost i kvalitu reakce na časově probíhající změny. Nejdůležitější základy kybernetiky:

13 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Dynamické vlastnosti = dynamické charakteristiky Matematicky jsou popsány diferenciálními rovnicemi: a n * + a n-1 * a 1 * + a 0 * y (t) = = b m * + b m-1 * b 1 * + b 0 * x (t) Přenos Přenos je poměr výstupního signálu ke vstupnímu.

14 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Přenos Přenos je poměr výstupního signálu ke vstupnímu. F(p ) = = Y(p) b m * p n + … + b 2 * p 2 + b 1 * p + b 0 X(p) a n * p m + … + a 2 * p 2 + a 1 * p + a 0 Y (p) = F (p) * X (p) → y (t) = f (t) * x (t) znamená, že časově definovaná závislost je y (t) = integrál (pro čas od 0 do konečného, ustáleného času t ) z funkčního vztahu vstupní proměnné x (t) * dt

15 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Dynamické vlastnosti = dynamické charakteristiky - operátorový přenos (přenosová funkce) – nejčastěji použí- vaný způsob – diferenciální rovnice se transformuje vytvořením poměru obrazu výstupní veličiny k obrazu vstupní veličiny

16 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Dynamické vlastnosti = dynamické charakteristiky - impulsní charakteristika – obdobná charakteristika pro vstupní signál ve tvaru Diracova impulsu – je derivací přechodové charakteristiky

17 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Dynamické vlastnosti = dynamické charakteristiky - frekvenční přenos – je dán pro vstupní sinusový signál s konstantní amplitudou a proměnnou frekvencí – vzhle- dem k linearitě bude sinusový i na výstupu, ale s jinou amplitudou a fází – frekvenční přenos je tedy poměr výstupní sinusovky ke vstupní pro každou frekvenci

18 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Dynamické vlastnosti = dynamické charakteristiky dynamického chování - frekvenční charakteristika – je grafickým vyjádřením dynamického chování přenosové funkce v daném frek- venčním spektru (rozsahu) – existuje amplitudová fázo- vá frekvenční charakteristika v komplexní rovině (pří- padně v polární rovině) a v semilogaritmických sou- řadnicích - rozložení pólů a nul v komplexní rovině.

19 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Frekvenční charakteristika Re [ F (jω) ] Im [ F (jω) ] ω = 0 ω = ∞ A φ ω

20 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Frekvenční charakteristika v semilogaritmických souřadnicích fázová frekvenční charakteristika amplitudová frekvenční charakteristika 0 [ o ] k10 k f [Hz] 20 log A [ dB ] log K

21 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Přechodová charakteristika - jednotkový skok t [čas] t = 0 x (t) A = „1“ Aby bylo možné aplikovat Laplaceovu transformaci, je nutné přijmout jako fakt, že skok začíná v čase t = 0 a vlevo od tohoto času de facto neexistoval.

22 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Přechodová charakteristika - odezva na jednotkový skok t [čas] t = 0 x (t)

23 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Přechodová charakteristika - jednotkový impuls Aby bylo možné aplikovat Laplaceovu transformaci, je nutné přijmout jako fakt, že skok začíná v čase t = 0 a vlevo od tohoto času de facto neexistoval. t = 0 t [čas] x (t) Δt = ∞ malý A = ∞ velká

24 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Přechodová charakteristika - odezva na jednotkový impuls t [čas] t = 0 x (t)

25 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Základní schema zpětnovazebního regulačního obvodu. - w x ye Regulátor člen zpětné vazby soustava u uyuy regulovaná veličina signál zpětné vazby žádaná hodnota regulační odchylka porucha

26 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Regulátory. SPOJITÉ DISKRÉTNÍ - impulsní - číslicové - krokové

27 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Regulátory. - současné regulátory jsou upraveny pro možnost dálkového nastavování (změna parametrů regulátoru – u nejvyspělejších a tím pádem i nejkomplikovanějších, je i možnost změny cha- rakteru regulátoru, změna parametrů měřicí části, statické cha- rakteristiky převodníků, filtrů a zesilovačů, změny cejchov- ních křivek – atd.) - většinou obsahují i koncové silové prvky (spínače)

28 T- MaR MĚŘENÍ – SNÍMAČE POJMY / významy TEORIE ŘÍZENÍ © VR - ZS 2010/2011 Model regulace. MODEL REGULACE - analýza výchozích podmínek - úvodní matematický popis - blokové schema modelu - simulace na modelu - analýza dosažitelných výsledků - aplikace do reálu - ověření v reálu – v případě vyhovujících výsledků = konec - úprava modelu a nové modelování a přenos výsledků do reálu.

29 T- MaR © VR - ZS 2010/2011 … a to by /snad? - pro teď/ bylo vše P – 2 - speciál

30 T- MaR © VR - ZS 2009/2010 Témata


Stáhnout ppt "Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace © 2010 - Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 SPEC. 2. p."

Podobné prezentace


Reklamy Google