Cilji predmeta vodenje sistemov je predstaviti osnovne koncepte zaprtozančnega vodenja, predstaviti osnovne in naprednejše metode vodenja procesov, predstaviti koncept načrtovanja z uporabo modeliranja in simulacije ter predstaviti načrtovanje vodenja z naprednimi računalniškimi orodij.
- koda predmeta: 64227
- študij: magistrski, 2. stopnja
- nosilec: izr. prof. dr. Gregor Klančar
- uvod v vodenje sistemov, vrste vodenja, učinki, gradniki, celostni in sistemski pristop,
- modeliranje proceosv, cilji modeliranja, sistem, proces, model, simulacija, teoretično, eksperimentalno in kombinirano modeliranje, ciklični postopek modeliranja in simulacije, prikazi modelov v okolju Dymola-Modelica,
- zapisi modelov, diferencialne enačbe, prenosne funkcije, bločni diagrami.
- simulacija, osnovne metode pri simulaciji (indirektni način, sim. prenosnih funkcij), vpeljava okolja Matlab-Simulink,
- računalniško podprta analiza, modeliranje in simulacija,
- analiza sistemov v časovnem prostoru, vpliv polov in ničel, proporcionalni, integrirni in diferencirni sistemi, stabilnost,
- vodenje sistemov, odprtozančni sistem vodenja, zaprtozančni sistem vodenja, sledilno delovanje, regulacijsko delovanje, pokazatelji kvalitete reg. sistema, obravnava v delovni točki, ustaljeno stanje reg. sistemov, stabilnost,
- regulacijski algoritmi, PID regulator, določevanje parametrov z nastavitvenimi pravili, optimiranje parametrov s pomočjo okolja Matlab, primerne cenilke, računalniška izvedba PID algoritma,
- analiza in načrtovanje regulacijskih sistemov z diagramom lege korenov,
- analiza in načrtovanje regulacijskih sistemov v frekvenčnem prostoru,
- analiza in načrtovanje regulacijskih sistemov v prostoru stanj.
Osnovni cilj je predstavitev avtomatike oz. vodenja sistemov na zanimiv način preko številnih primerov, z uporabo računalniških orodij in s praktičnim delom v dobro opremljenem laboratoriju. Pridobljene kompetence so naslednje: modeliranje in simulacija sistemov, ki se pojavljajo v avtomatiki, razumevanje principov povratne zanke, načrtovanje enostavnejšega PID vodenja in zahtevnejšega vodenja (kompenzacijske metode, regulator stanj, …), poznavanje najnaprednejših računalniških orodij za analizo sistemov, modeliranje, simulacijo in načrtovanje vodenja.
Predvideni rezultati po uspešno opravljenem predmetu so:
- pridobljena znanja iz modeliranja in simulacije sistemov, ki se pojavljajo pri vodenju,
- pridobljena znanja iz načrtovanja vodenja realnih in laboratorijskih procesov,
- uporaba najnaprednejših računalniških orodij za analizo, modeliranje, simulacijo in načrtovanje sistemov avtomatskega vodenja (Matlab, Control Systems Toolbox, Simulink, Dymola-Modelica).
- predavanja,
- laboratorijske vaje.
Obvezno
- Zupančič, B., Vodenje sistemov, delovna verzija učbenika, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2015.
- Klančar, G., Vodenje sistemov – Praktikum, 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., Zvezni regulacijski sistemi 2. del, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 2010.
- Zupančič, B., Računalniška simulacija, delovna verzija učbenika za predmet Računalniška simulacija, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko , 2015.
- Zupančič, B., Modelica, delovna verzija učbenika za predmet Računalniška simulacija, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko , 2015.
- Karba, R., Modeliranje procesov, Založba FE in FRI, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, 1999.
- Dorf, R. C, Bishop, H., Modern Control Systems, Pearson Education, Inc., Publishing As Pearson Prentice Hall, Tenth Edition, 2004.