Zadání projektů

Zadání číslo	Text zadání	Termín odevzdání	Bodové hodnocení
1	Najděte optimální P/I (pokud P nemá nulovou ustálenou odchylku z hlediska řízení, zvolte I) a PI regulátory podle ITAE kritéria, napište jejich tvar a do grafu nakreslete odezvy.	Nejpozději středa v zápočtovém týdnu	2 body
2	Navrhněte P/I a PI regulátor pomocí metody frekvenčních charakteristik (s hodnotou ve zlomech v okolí omega řezu 9dB).	Nejpozději středa v zápočtovém týdnu	3 body
3	Navrhněte P/I, PI a PID regulátory metodou Z-N	Nejpozději středa v zápočtovém týdnu	2 body
4	a) Navrhněte PSD regulátor (zvolte periodu vzorkování vhodnou pro soustavu a navrhněte PID regulátor s fázovou bezpečností 55°). b) Jaká by byla perioda vzorkování pro případ, že by fázová bezpečnost PID regulátoru byla horší o 5° (tj 50°)? Použijte stejný PID regulátor (nuly a omega řezu) jako v bodě 4a. Srovnejte výsledné průběhy s takto navrženým PSD. c) Navrhněte diskrétní regulátor na konečný regulační děj a nulovou ustálenou odchylku (i mezi okamžiky vzorkování a při skokové změně řízení). Navrhněte tak, aby v druhém kroku impulsní odezvy byla hodnota 0,3. Srovnejte výsledné průběhy takto navrženého regulátoru s PSD (tisk PC, výpočet a komentáře ručně) Zhodnoťte odezvy na skok řízení, poruchy a akční zásahy u jednotlivých řešení	Nejpozději středa v zápočtovém týdnu	6 bodů
5	Zhodnocení, závěr	Nejpozději středa v zápočtovém týdnu	2 body

Určení typu soustav a koeficientů:

Soustava č.1:

Soustava č.2:

Soustava č.3:

koeficienty získáte ze svého ID čísla následujícím způsobem:

Je-li některá číslice v ID nula, nahraďte ji čtyřkou přímo v ID (a následně z ní vytvořte konstanty).

číslo soustavy – získáte jako (třetí_číslice_zprava/3+0.8) a zaokrouhleno dolů.

K – první dvě číslice zprava

T₀ – druhá číslice zprava + 5

T₁ – třetí číslice zprava krát 3 + 84

T₂ – čtvrtá číslice zprava / 7

Vypočtený přenos ověří cvičící.

Příklad pro ID 536120
upravíme na 536124
soustava = Dolu(1/3+0.8) = 1 -> soustava číslo jedna
K = 24
T0 = 2 + 5 = 7
T1 = 1 * 3 + 84 = 87
T2 = 6 / 7 = 0.86

Návody a požadavky k řešení:

Odevzdává se protokol a m-file nejpozději v zápočtovém týdnu, v čase cvičení (středa), všechny body zadání najednou: protokol napsaný rukou a (povolené) grafy vytištěné se odevzdávají v čase cvičení, m-file odevzdejte v čase cvičení přes informační systém, výjimečně na mail cvičícímu (v daném termínu). Mail cvičícímu bude mít subjekt (předmět zprávy) „BRR1_login_autora“ tj. „BRR1_xnovak00“. Pozdní odevzdání bude penalizováno (-2b/den). Po odevzdání již není možné znovu odevzdávat doplněné verze.
Protokol je možné vypracovávat ve dvojici. Dvojice ale musí být utvořena ze studentů navštěvujících stejné cvičení (podle IS). Dvojice musí být utvořena (a nahlášena cvičícímu) v týdnu zadání projektu. Jakákoli další nebo pozdější změna spolupracovníka (s výjimkou volby samostatné práce) je penalizována ( -3b / změnu ). Papírová verze se na dvojici vytváří jedna. První v abecedě uloží verzi m-file do IS pod uvedeným jménem, druhý ji uloží (do IS v požadovaném termínu) s rozšířením jména o “_kopie“.
přenosy v dokumentaci uvádějte ve tvaru roznásobených polynomů čitatele a jmenovatele a ve tvaru s patrným zesílením a časovými konstantami (-1b)
Přechodové a frekvenční (výsledné) charakteristiky mohou být tištěny z MATLABu (viz. Hodnocení kurzu – projekt je psaný a kreslený ručně). Výsledné grafy (přechodové charakteristiky i bode diagram - mimo návrh pomocí fr.char) mohou být tištěné - musí obsahovat zobrazení pomocných os „grid“.
Pro všechny realizované regulátory uveďte tabulku s odečtenými hodnotami: maximální velikost překmitu na skok řízení a poruchy. Čas ustálení v intervalu +-5% ustálené hodnoty pro skok řízení a poruchy. Rychlost/čas prvního dosažení 90% ustálené hodnoty u řízení. Velikost ustálené odchylky řízení a poruchy. Fázovou a amplitudovou bezpečnost. Zobrazte Fw(jw) v bodeho grafu.
V m-filech dodržujte názvy soustav podle předlohy, žádný přenos nemažte, zadávejte pomocí doporučených tvarů. M-file bude mít název xlogin01_xlogin02.m (loginname1_loginname2.m). Uvnitř m-file budou uvedeny jména autorů. M-file otestujte na „čistém“ MATLABu ať se přesvědčíte, že v něm není chyba.
Udělejte si před odevzdáním kopie ať se můžete k odevzdanému vracet.
V případě nestabilního řešení zdůvodněte co je jeho příčinou a navrhněte stabilní řešení (přenosy jsou voleny tak, že nestabilní výsledek by při správném návrhu nastat neměl)
Tuto stránku sledujte průběžně abyste věděli zda nedošlo k doplnění v sekci zadání nebo v sekci nápověd (datum poslední úpravy je dole na stránce).

Pozn.: V případě problémů se zadáním projektu nebo soustavy kontaktujte cvičícího. Tuto stránku sledujte průběžně abyste věděli zda nedošlo k doplnění v sekci zadání nebo v sekci nápověd (datum poslední úpravy je dole na stránce).

Zadání číslo	Nápověda	Odevzdává se
0		Protokol: hlavička (autor, název...), výpočty příslušné tvary přenosu soustavy M-file: ID, FS, (viz. vzor odevzdání)
1	Pomocí m-file z lab. cvičení nalezněte přenosy požadovaných regulátorů (pro které kriteria nabývají minima) a zapište jejich přenosy v požadovaném tvaru. Používejte kriteria s absolutní hodnotou. Zvolte dostatečnou délku (až do ustálení nejkmitavějších charakteristik) a (dostatečně jemný) krok časového vektoru. Zvolte řešení P/I regulátoru pro případ nenulové ustálené odchylky (tj. V případě, že máte nenulovou odchylku, přizpůsobte řešení této skutečnosti. Zvolený regulátor používejte i v bodech 2 a 3 aby bylo možné porovnat vlastnosti jednotlivých metod). Řešte pomocí cyklů přes proměnné nebo pomocí fminsearch. Hodnotu případné realizační konstanty zvolte jako konstantu před výpočtem kriteria.	Protokol: příslušné tvary regulátorů, přechodové charakteristiky řízení a poruchy, Fw(jw) v bodeho grafu, hodnoty kriterií, uveďte délku časového vektoru a jeho krok. Tabulka odečtených hodnot. M-file: FPITAE, FPIITAE, TMAX, KROKT
2	Narýsování charakteristik soustavy. Pokud není možné zajistit 9dB na obou stranách úseku nebo není sklon –20dB potom okomentujte zvolené řešení (např. vytvořit regulátor na zvolenou fázovou bezpečnost). Nastudujte určení zesílení pro PI(D) regulátor (není stejné jako pro P). Při návrhu nepotřebujete (až na určení K a tvorbu os) nic počítat. Pokud je to možné striktně dodržujte hodnotu 9dB ve zlomech v okolí w řezu (z důvodu ověření znalosti metody).	Protokol: Narýsujte asymptoty (na mm či semilogaritmický papír jeden pro P/I a jeden pro PI): Fsoustavy, Fr se zesílením 1, Fo se zesílením regulátoru 1, konečné Fr a Fo. Stanovení časových konstant a zesílení. Napište výsledné přenosy regulátorů . Tabulka odečtených hodnot, Fw(jw) v bodeho grafu. Pro výsledné regulátory P a PI přechodové charakteristiky řízení a poruchy, M-file: FPFRCHAR, FPIFRCHAR
3	Vypočtěte (pomocí numerických metod) hodnoty potřebné pro určení konstant regulátoru. Na základě těchto hodnot stanovte přenosy regulátorů.	Protokol: Vypočtěte kritické zesílení a periodu kmitů. Stanovte přenosy regulátorů, přechodové charakteristiky řízení a poruchy. Tabulka odečtených hodnot. Fw(jw) v bodeho grafu. M-file: FPZN, FPIZN, FPIDZN. KKRITZN. TZN.
4	V případě, že řešení u disktrétních regulátorů nevyjde stabilní s uvedenou periodou vzorkování, uveďte ho a zvolte periodu vzorkování tak aby vyšlo stabilní řešení (volbu periody zdůvodněte). a) Periodu vzorkování volte jako třetinu největší časové konstanty (jmenovatele). Při návrhu uvažujte vliv dopravního zpoždění. Postupujte podle návodu návrhu PSD regulátoru. Tento regulátor navrhněte na požadovanou fázovou bezpečnost tak, že příslušně stanovíte polohu nul a zesílení. Ověřte, že odezvy spojité i diskrétní verze jsou shodné. b) Na základě výpočtu příspěvku fáze dopravního zpoždění v místě omega řezu z bodu 4a) upravte návrh periody vzorkování. Srovnejte výsledné průběhy s PSD z 4a. c) Výpočtem proveďte návrh diskrétního korekčního členu. V případě problémů s návrhem tohoto diskrétního regulátoru konzultujte možnost snížení řádu soustavy s cvičícím (předložte přehledné dosavadní řešení a popište problémy). Srovnejte výsledné průběhy takto navrženého regulátoru s PSD (tisk PC, výpočet a komentáře ručně).	Protokol: Stanovení/výpočet period vzorkování. Bodeho grafy a výsledné fáze návrhu PID regulátoru (regulátory pro body a) a b)). Vše do jednoho grafu. Měřítko fáze tak, aby byla přehledná, zapnutý grid). Přenosy PID regulátorů. Ekvivalentní PSD regulátory. Grafy pro přechodové charakteristiky Fw a Fu. Tabulka odečtených hodnot (bezpečnosti odečtené pro originální spojité regulátory) M-file: FAPID, FBPID, TA, TB, TC, FAPSD, FBPSD, FDISKR
5	Srovnání typů regulátorů P, PI, PID, PSD, diskrétní z hlediska řízení a poruchy na základě tabulek a grafů (odezvy na řízení a poruchu, bodeho grafy Fw) a dalších parametrů (např. póly a nul Fw). Společná tabulka odečtených hodnot. Výběr nejlepšího regulátoru a jejich vzájemné srovnání.	Protokol: Grafy pro regulátory P, PI a PID jako odezvy na skok řízení a skok poruchy (2 grafy). Srovnání regulátorů a zhodnocení na základě tabulek, bodeho grafů Fw, pólů a nul Fw. Zdůvodnění výběru nejlepšího regulátoru.

Poslední úpravy – 2012-04-27