Predmet uvede študenta na področje avtomatizacije in avtomatskega vodenja sistemov. Preko mnogih praktičnih primerov študentje pridobijo osnovna znanja s področij modeliranja, simulacije in vodenja procesov. Predmet predstavi tudi osnovna programska orodja z omenjenega področja, kot so Matlab-Simulink ter Dymola Modelica.
- koda predmeta: 64119
- študij: univerzitetni, 1. stopnja
- nosilec: izr. prof. dr. Gregor Klančar
- uvod v avtomatsko vodenje: vrste, učinki, celostni pristop, struktura računalniškega vodenja v podjetju, gradniki sistemov vodenja, sistemski pristop pri načrtovanju vodenja,
- sistemi in signali: primeri sistemov, povezava z modeliranjem, procesi, osnovni signali, uvod v spektralno analizo,
- modeliranje procesov: cilji, vrste modelov, načini modeliranja, primeri,
- zapisi matematičnih modelov: diferencialne enačbe, prenosne funkcije, bločni diagrami,
- analiza sistemov v časovnem prostoru: vpliv polov in ničel, obravnava proporcionalnih, integrirnih in diferencirnih sistemov, stabilnost,
- simulacija: simulacijska shema, indirektni način, simulacija prenosnih funkcij,
- vodenje sistemov: vpeljava z bločnimi diagrami in tehnološkimi shemami, krmiljenje, regulacija, sledenje, odpravljanje motenj, učinki povratne zanke na ustaljeni pogrešek, stabilnost, primeri, osnovni industrijski regulacijski algoritmi, proporcionalno-integrirno-diferencirni-regulator: vloga posameznih členov, uglaševanje z nastavitvenimi pravili in s simulacijo, primeri,
- orodja za računalniško podprto analizo in načrtovanje vodenja: Matlab, Control Toolbox, orodje za simulacijo Matlab- Simulink, okolje za večdomensko objektno orienirano modeliranje in simulacijo Dymola-Modelica,
- primeri z uporabo orodij za analizo, modeliranje, simulacijo in načrtovanje vodenja: ogrevanje stavbe, avtomobilsko vzmetenje, populacijaka dinamika, električni sistemi, regulacija rotacijskih sistemov, robotski sistem, hidravlični sistem, …
Osnovni cilj predmeta je, da študenta uvede v področje avtomatike in avtomatskega vodenja na zanimiv način preko številnih primerov in z uporabo računalniških orodij. Študentje pridobijo kompetence na področjih modeliranja in simulacije, razumevanja principov povratne zanke, načrtovanja avtomatskega vodenja enostavnejših procesov, poznavanja najnaprednejših računalniških orodij za analizo, modeliranja, simulacije in načrtovanja sistemov avtomatskega vodenja.
Po uspešno opravljenem predmetu naj bi bili študenti zmožni:
- modelirati in simulirati enostavnejše sisteme,
- načrtati avtomatsko vodenje enostavnejših laboratorijskih procesov in uporabljati najnaprednejša računalniška orodja za analizo,
- uporabljati simulacijska orodja in z njihovo pomočjo načrtovati sisteme avtomatskega vodenja (Matlab, Control Systems Toolbox, Simulink, Dymola-Modelica).
- predavanja,
- posamezna predavanja gostujočih predavateljev,
- laboratorijske vaje.
Obvezno
- Zupančič, B., Avtomatsko vodenje sistemov, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2014.
- Oblak, S., Škrjanc, I., Matlab s Simulinkom : priročnik za laboratorijske vaje, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2005.
Dodatno
- Zupančič, B., Zvezni regulacijski sistemi 1. del, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2010.
- Zupančič, B., Karba, R., Matko, D., Škrjanc, I., Simulacija dinamičnih sistemov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko , 2010.
- Karba, R., Modeliranje procesov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1999.
- Strmčnik, S., Hanus, R., Juričić, Đ., Karba, R., Marinšek, Z., Murray-Smith, D., Verbruggen, H., Zupančič, B., Celostni pristop k računalniškemu vodenju procesov, 1. izdaja, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1998.
- Dorf, R. C., Bishop, H.: Modern Control Systems, Pearson Education, Inc., Publishing As Pearson Prentice Hall, Tenth Edition, 2004.