• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Sterowanie odporne

    Przeczytaj także...
    Regulator PID (regulator proporcjonalno-całkująco-różniczkujący, ang. proportional-integral-derivative controller) – regulator stosowany w układach regulacji składający się z trzech członów: proporcjonalnego, całkującego i różniczkującego. Najczęściej jego celem jest utrzymanie wartości wyjściowej na określonym poziomie, zwanym wartością zadaną.Równania stanu są sposobem na reprezentację modelu matematycznego układu dynamicznego (zwłaszcza układu automatycznej regulacji). Znajomość stanu układu daje bardzo wiele, ale jeszcze więcej wiemy o układzie, gdy znamy związki zmiennej stanu z innymi ważnymi zmiennymi. Dlatego w opisie układu (w jego modelu matematycznym) kluczową rolę odgrywa związek rządzący zachowaniem się zmiennej stanu czyli równania stanu. Opis układu za pomocą równań stanu nazywany jest też czasami opisem w przestrzeni stanów lub modelem zmiennych stanu.
    Regulator − jeden z elementów składających się na obwód regulacji. Zadanie regulatora polega na wygenerowaniu odpowiedniego sygnału sterującego, tak aby obiekt sterowany zachowywał się w pożądany sposób (na przykład w jak najkrótszym czasie osiągał wartość zadaną).

    Sterowanie odporne, sterowanie krzepkie (ang. robust control) – sposób sterowania, gwarantujący:

  • odpowiednie działanie,
  • stabilność układu automatycznej regulacji,
  • dopuszczalność,
  • nawet w przypadku, gdy rzeczywisty obiekt regulacji różni się od założonego modelu.

    Projektując regulatory krzepkie, otwarcie ujmuje się niepewność występującą w układzie regulacji. Układ krzepki ma działać prawidłowo o ile pewne parametry obarczone niepewnością lub zakłócenia pozostają w pewnym zbiorze (zwykle zbiorze zwartym). Metody odporne mają na celu uzyskanie krzepkiego działania lub krzepkiej stabilności w obecności ograniczonych błędów modelowania.

    Sprzężenie zwrotne (ang. feedback) – oddziaływanie sygnałów stanu końcowego (wyjściowego) procesu (systemu, układu), na jego sygnały referencyjne (wejściowe). Polega na otrzymywaniu przez układ informacji o własnym działaniu (o wartości wyjściowej). Ponieważ matematycznym, jednoznacznym opisem bloku gałęzi zwrotnej jest transmitancja to informacja ta może być modyfikowana przez transmitancję bloku gałęzi zwrotnej.Harold Stephen Black (ur. 14 kwietnia 1898 w Leominster, zm. 11 grudnia 1983) − inżynier elektryk, naukowiec i wynalazca amerykański.

    Odporność oznacza tolerancję dla błędów podczas identyfikacji (niewłaściwa struktura modelu) lub dla zmian parametrów obiektu (wzmocnienie układu, stałe czasowe, opóźnienie) w czasie. Nawet jeśli model matematyczny obiektu nie jest całkowicie prawidłowy, układ regulacji powinien być stabilny, a jego regulacja bliska optymalnej.

    Stała czasowa – w układzie automatyki, wielkość o wymiarze czasu opisująca osiąganie stanu ustalonego przez sygnał wyjściowy, związana z czasem trwania stanu nieustalonego następującego po zmianie sygnału wejściowego. Zazwyczaj oznaczana grecką literą τ {displaystyle au } lub T {displaystyle T} (tau).Modelowanie matematyczne to użycie języka matematyki do opisania zachowania jakiegoś układu (na przykład układu automatyki, biologicznego, ekonomicznego, elektrycznego, mechanicznego, termodynamicznego).

    W niektórych przypadkach, odporność regulatora (np. PID) może oznaczać odpowiednią stabilność dla szerokiego pasma przenoszenia w odróżnieniu od stabilności optymalnej dla wąskiego pasma.

    Rys historyczny[ | edytuj kod]

    Wczesne metody opracowane przez Hendrika Wade'a Bodego i innych badaczy ówczesnego okresu były stosunkowo krzepkie; metody zmiennych stanu opracowane w latach 60. i 70., jak czasami dowodzono, nie zapewniały krzepkości co dało impuls do badań nad ich ulepszeniem. W ten sposób powstała teoria sterowania odpornego, która rozwinęła się w latach 80. oraz 90. i nadal jest rozwijana.

    University of Cambridge (nieformalnie: Cambridge University, po polsku Uniwersytet Cambridge lub po prostu Cambridge) – drugi po Oksfordzie najstarszy angielski uniwersytet, założony w 1209 roku. Znajduje się w Cambridge w środkowej Anglii. Uważany za jeden z najlepszych uniwersytetów w Europie i na świecie. Uniwersytety Oksfordzki i Cambridge określane są wspólną nazwą Oxbridge.Optymalizacja (matematyka), w matematyce termin optymalizacja odnosi się do problemu znalezienia ekstremum (minimum lub maksimum) zadanej funkcji celu.

    W porównaniu ze sterowaniem adaptacyjnym, metodyka sterowania odpornego jest statyczna; nie polega więc na adaptacji regulatora do zmian w pomiarach, regulator projektowany jest do pracy z założeniem, że pewne zmienne będą nieznane, ale na przykład ograniczone.

    W ujęciu potocznym mówi się, że regulator zaprojektowany dla określonego zbioru parametrów jest krzepki, jeśli pracowałby również poprawnie przy innym zbiorze założeń. Jednym z prostych przykładów metody sterowania krzepkiego jest układ ze sprzężeniem zwrotnym o dużym wzmocnieniu. W układzie takim, przy odpowiednim dużym wzmocnieniu, efekt dowolnych zmian parametrów będzie zaniedbywalny. Sprzężenie zwrotne o dużym wzmocnieniu to zasada, która pozwala na używanie w różnych zestawieniach uproszczonych modeli wzmacniaczy operacyjnych i tranzystorów bipolarnych o zdegenerowanym emiterze. Idea to była dobrze zrozumiana przez Bodego i Blacka już w 1927 roku.

    Wzmacniacz operacyjny to wielostopniowy, wzmacniacz różnicowy prądu stałego, charakteryzujący się bardzo dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym rzędu stu kilkudziesięciu decybeli i przeznaczony zwykle do pracy z zewnętrznym obwodem sprzężenia zwrotnego, który decyduje o głównych właściwościach całego układu (zob. też wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym).Zakłóceniami w teorii sterowania nazywamy czynniki o charakterze przypadkowym, niezamierzonym, niekontrolowanym, utrudniające sterowanie.

    Teoria sterowania odpornego rozwijana była od późnych lat 70. i wczesnych lat 80. Wkrótce powstało szereg metod zajmujących się ograniczoną niepewnością w układzie. Prawdopodobnie najważniejszy przykład metody sterowania odpornego to metoda kształtowania pętli H-nieskończoność, rozwinięta przez Duncana McFarlane'a i Keitha Glovera z Cambridge University. W metodzie tej minimalizuje się wrażliwość układu w spektrum częstotliwości, co gwarantuje, że układ taki zbytnio nie odchyli się od oczekiwanych trajektorii, jeśli zostanie poddany wpływowi zakłóceń.

    Regulator liniowo-kwadratowy-Gaussa (LQG, ang. Linear-Quadratic-Gaussian) – w teorii sterowania, regulator bazujący na problemie sterowania liniowo-kwadratowego-Gaussa, który stanowi prawdopodobnie najbardziej fundamentalne zagadnienie sterowania optymalnego. Dotyczy on systemów liniowych działających w warunkach niepewności, narażonych na zakłócenia addytywnym białym szumem Gaussa, posiadających niekompletne informacje o stanie (np. nie wszystkie zmienne stanu są mierzone i dostępne dla sprzężenia zwrotnego) oraz poddanych optymalizacji z wykorzystaniem funkcji z kosztami kwadratowymi.Hendrik Wade Bode (ur. 24 grudnia 1905, Madison, Wisconsin, zm. 21 czerwca 1982, Cambridge, Massachusetts) − amerykański matematyk, naukowiec i wynalazca holenderskiego pochodzenia.

    Kolejny przykład to metoda sterowania LQR/LTR, którą rozwinięto by pokonać trudności powstające przy regulacji LQG.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • zapas stabilności



  • w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Pasmo przenoszenia (także: pasmo przepustowe) – zakres częstotliwości, w którym tłumienie sygnału jest nie większe niż 3 dB (spadek amplitudy o 3 dB w stosunku do amplitudy początkowej). W paśmie przenoszenia amplituda osiąga wartość nie mniejszą niż 70,7% swojej wartości maksymalnej.
    Parametr - w teorii sterowania parametry (należy odróżnić je od zmiennych) wynikają zwykle z fizycznych cech obiektu (jego wymiarów, stałych materiałowych) i służą do określenia właściwości układu. Mogą to być:
    H-nieskończoność (H∞, sterowanie H∞) − w teorii sterowania termin odnoszący się do metod syntezy regulatorów, które pozwalają na uzyskanie krzepkości sterowania lub krzepkości stabilności w układach regulacji. W metodach tych problem sterowania definiuje się jako zadanie sterowania optymalnego a następnie projektuje się regulator, który może takie zadanie wykonać.
    Tranzystor bipolarny (dawniej: tranzystor warstwowy, tranzystor złączowy) to odmiana tranzystora, półprzewodnikowy element elektroniczny, mający zdolność wzmacniania sygnału. Zbudowany jest z trzech warstw półprzewodnika o różnym typie przewodnictwa. Charakteryzuje się tym, że niewielki prąd płynący pomiędzy dwiema jego elektrodami (nazywanymi bazą i emiterem) steruje większym prądem płynącym między emiterem, a trzecią elektrodą (nazywaną kolektorem).
    Sterowanie adaptacyjne - metoda sterowania, w której regulator dopasowuje parametry (które ulegają zmianie lub na początku są niepewne). Przykładowo podczas lotu masa samolotu, na skutek zużycia paliwa, powoli zmniejsza się - potrzebna jest więc zasada sterowania, która sama się dostosuje do takich zmiennych warunków.
    Obiekt sterowania lub obiekt regulacji (ang. plant) - każdy proces (np. napędzanie) lub zjawisko (np. przepływ cieczy), podlegające sterowaniu (regulacji).
    Zapas stabilności określa praktyczną przydatność zamkniętego układu automatycznej regulacji. Jest miarą odległości danego punktu pracy urządzenia lub algorytmu od granicy stabilności, określanej przez dowolne z kryterium stabilności układu automatycznej regulacji.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.02 sek.