chap0 slides rom

Introducere ın Teoria Sistemelor si Reglare

Automata

Paula RaicaDepartmentul de Automatica

Str. Dorobantilor, sala C21, tel: 0264 - 401267Str. Baritiu, sala C14, tel: 0264 - 202368

email: [email protected]

http://rrg.utcluj.ro/ts

Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca


Introducere ın Teoria Sistemelor si Reglare Automata

Organizare

◮ Predat de: Paula Raica (curs)

◮ Laborator:

Grupa Cand Unde Cu cine

30221 marti 12-16 C01 Iulia Clitan

30222 miercuri 16-20 C12 Laura Vegh



30225 joi 12-16 C12 Zsofia Lendek / Lucian Busoniu

30226 joi 8-12 C12 Ionut Muntean

30227 joi 8-12 C01 Laura Vegh



Organizare

◮ Curs: 2h/saptamana (Str.21 Decembrie: I205, I204)

◮ Laborator: 4h / 2 saptamani◮ lab C01: str. Dorobantilor 71-73: parter;◮ lab C12: str. Dorobantilor 71-73: etaj 1.

◮ Nota: teste de lab (optional) + partial (optional) +miniproiect (optional) + examen final

◮ Regulamentul laboratorului

Cerinte: Ecuatii diferentiale, Algebra liniara, Transformata Laplace,Numere complexe



Teoria sistemelor

Sistem : Un set sau aranjament de entitati, interconectate demaniera a forma un ıntreg (Iberall)

Teoria sistemelor: domeniul interdisciplinar care studiazasistemele ca ıntregi.

◮ A fost introdusa de Ludwig von Bertalanffy, William RossAshby si altii ıntre anii 1940 si 1970 pe baza principiilor dinfizica, biologie si inginerie.

◮ S-a dezvoltat ın numeroase domenii: filosofie, sociologie,management, economie, etc.

◮ Cibernetica este un domeniu asemanator, considerat parte ateoriei sistemelor.



Ingineria reglarii automate

◮ Intelegerea (analiza) sistemelor

◮ Controlul sistemelor

◮ Modelarea si controlul sistemelor moderne, complexeinterconectate

◮ sisteme de control al traficului,◮ procese chimice,◮ sisteme robotice◮ sisteme automate industriale.

Ingineria reglarii automate se bazeaza pe teoria sistemelor cureactie negativa si pe analiza sistemelor liniare.



Istoric

◮ 300 B.C, Grecia : ceasul cu apa - primul regulator cu plutitor,

◮ anii 1860, J.C.Maxwell: primul studiu oficial ın teoriacontrolului automat,

◮ 1890, E.J. Routh si A.M. Lyapunov: ”Testul de stabilitateRouth” si ”Criteriile de stabilitate Lyapunov”

◮ 1930, H. Nyquist (Bell Telephone Lab.): a aplicat analiza ınfrecventa pentru proiectarea sistemelor de control

◮ 1930, H.W.Bode: a proiectat amplificatoare electroniceutilizand conceptele sistsmelor cu reactie negativa

◮ din 1950: teoria controlului automat a evoluat cu noi tehnicimatematica si a utilizat tehnologia calculatoarelor



Disciplina

◮ Domeniu multidisciplinar. Acopera ingineria mecanica,chimica , electrica si electronica, ingineria mediului, civila,economie si finante, inteligenta artificiala si stiintacalculatoarelor

◮ Introdusa ıntre cursurile de baza din inginerie

◮ Sisteme de control numeric: domeniu complex din inginerie.

◮ Conceptele se leaga de procesarea digitala a semnalelor sisistemele de comunicatie



Elicopter - exemplu de sistem

Figure : Elicopter

Intrari:

◮ puterea produsa demotoare

◮ manevrele pilotului

◮ vantul = perturbatie

Iesiri:

◮ pozitia curenta (coord.x , y , z)

◮ orientarea (roll, pitch,yaw)

◮ vitezaUniversitatea Tehnica din Cluj-Napoca


Terminologie

Controlul unui pendul inversat

Figure : Elementele unui sistem de control

Schema bloc. Intrare. Iesire. Proces. Masura. Semnale. Referinta.Comparator. Compensator. Element de executie. Perturbatie.Bucla deschisa. Bucla ınchisa. Reactie negativa.



Sistem de control pentru HDD

Figure : Sistem de control al unui hard disk



Exemple

◮ Reglarea temperaturii ıntr-un cuptor (bucla ınchisa)

◮ Masina de spalat: (bucla deschisa)

◮ Incalzirea centrala: (bucla ınchisa) vs. radiator(bucla deschisa)

◮ Sistemul de control al directiei unui automobil

Desired direction of travel

Actual direction of travel

Driver Steering

mechanism Automobile

Measurement, visual and tactile

Desired course of

travel Error

Actual course of

travel



Aplicatii

Figure : MaglevFigure : Controlul traficului



Aplicatii



Aplicatii

Figure : Industrial chimica, energetica



Aplicatii



Continutul cursului

◮ Modelarea matematica a sistemelor liniare invariante ın timp.Functii de transfer, scheme bloc

◮ Analiza sistemelor liniare continue. Caracteristici siperformanta

◮ Stabilitatea sistemelor liniare continue

◮ Analiza sistemelo utilizand locul radacinilor

◮ Raspunsul ın frecventa. Diagrame Bode. Stabilitate.

◮ Regulatoare PID.

◮ Regulatoare lead-lag

◮ Sisteme cu esantionare. Sisteme de control numerice



Bibliografie

◮ R.C.Dorf, R.Bishop, ”Modern Control Systems”,Addison-Wesley, 2011;

◮ K.Ogata , ”Modern Control Engineering”, Prentice Hall, 1990.

◮ K.Dutton, S. Thompson, B. Barraclough, ”The Art of ControlEngineering”, Addison-Wesley, 1997

◮ M. Hanganut, Teoria sistemelor, UTCluj, 1996

◮ T. Colosi, Elemente de teoria sistemelor si reglaj automat,UTCluj, 1981



To do

◮ Revedeti:◮ Ecuatii diferentiale◮ Algebra liniara◮ Transformata Laplace

◮ Pagina cursului:

http://rrg.utcluj.ro/ts

◮ Exercitiile (ControlEngineering.pdf) si cursul detaliat



Ken Dutton, Steve Thompson, Bill Barraclough, The Art of

Control Engineering, Addison-Wesley, 1997

Richard C. Dorf, Robert H. Bishop, Modern Control Systems,Addison-Wesley, 1995



chap0 slides rom

Documents