Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Teoria sterowania

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103D-ARxxx-MSP-TST Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Teoria sterowania
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane )-Automatyka i robotyka-dr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane )-Automatyka i robotyka-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

TST

Numer wersji:

4

Skrócony opis:

Cel przedmiotu: nauczenie studentów rozumienia i projektowania nieliniowych systemów sterowania.
Efekty kształcenia: umiejętność symulacyjnego badania i teoretycznej analizy stabilności nieliniowych układów dynamicznych; umiejętność projektowania nieliniowych systemów sterowania przy pomocy różnych metod; zapewnienia stabilności absolutnej; wyznaczenia optymalnego prawa sterowania, metody minimalizacji normy Hinf, linearyzacji przez sprzężenie zwrotne.

Pełny opis:

Cel przedmiotu: nauczenie studentów rozumienia i projektowania
nieliniowych systemów sterowania.

Efekty kształcenia: umiejętność symulacyjnego badania i teoretycznej
analizy stabilności nieliniowych układów dynamicznych; umiejętność
projektowania nieliniowych systemów sterowania przy pomocy różnych
metod; zapewnienia stabilności absolutnej; wyznaczenia optymalnego
prawa sterowania, metody minimalizacji normy Hinf, linearyzacji przez
sprzężenie zwrotne.


Treść wykładu

  • Podstawowe struktury systemów sterowania. Transmitancje systemów sterowania z czasem ciągłym albo dyskretnym. Systemy z ujemnym
    sprzężeniem zwrotnym, systemy z kompensacją oddziaływań zewnętrznych
    (feedforward systems). Wskaźnik regulacji. (2)

  • Układy dynamiczne. Zbiory niezmiennicze i punkty równowagi
    układów dynamicznych (UD). Definicje stabilności: zbiorów
    niezmienniczych wg Lapunowa, rozwiązania równania różniczkowego wg
    Lapunowa, stabilności wykładniczej, stabilności względem pobudzenia. (3)

  • Kryteria stabilności liniowych systemów sterowania. (1)

  • Badanie stabilności systemów nieliniowych. Twierdzenie Małkina o
    stabilności przy wymuszeniach. Pierwsza metoda Lapunowa. Druga metoda
    Lapunowa. Związek miedzy stabilnością wykładniczą a stabilnością
    względem pobudzenia. (6)

  • Stabilność absolutna. Definicja. Kryteria stabilności: Popova,
    Jakubowicza, Cypkina. (2)

  • Podstawy wyznaczania sterowania optymalnego. Typowe zadania
    sterowania optymalnego: zadanie z ograniczeniami całkowymi, zadanie
    Bolzy, zadanie wyznaczenia sterowania czaso-optymalnego Optymalne
    sterowanie w układzie otwartym a optymalne prawo sterowania.
    Prezentacja zasady maksimum Pontrjagina, programowania dynamicznego
    Bellmana. (4)

  • Zastosowanie zasady maksimum. Wyznaczenie liniowo-kwadratowego
    (LQ) regulatora optymalnego. (2)

  • Elementarne wprowadzenie do projektowania obserwatorów dla
    układów nieliniowych. (2)

  • Sterowanie obiektami z niepewnością. Wrażliwość systemów
    sterowania. Jakościowa i ilościowa odporność (robustness) algorytmów
    sterowania. Wprowadzenie do projektowania odpornych systemów sterowania
    metodą minimalizacji normy Hinf: regulator Hinf jako uogólnienie
    regulatora LQ, wyznaczanie regulatora Hinf , jego podstawowe własności.
    (6)

  • Podsumowanie. Syntetyczne przedstawienie najistotniejszych
    zagadnień przedstawionych na wykładzie. (2)


Treść ćwiczeń
  • Przypomnienie podstawowych metod opisu UD z czasem ciągłym albo
    dyskretnym.

  • Przykłady różnych zachowań UD, ich zbiorów niezmienniczych i
    punktów równowagi.

  • Elementarne wprowadzenie do projektowania systemów sterowania
    drogą linearyzacji przez sprzężenie zwrotne.

  • Konstruowanie funkcji Lapunowa.

  • Projektowanie układów stabilnych absolutnie.

  • Metoda znajdowania sterowań optymalnych przez sprowadzenie do
    zadania programowania matematycznego

  • Systemy sterowania czaso-optymalnego


Zakres projektu
  • Studenci otrzymują do wykonania dwa projekty realizowane w
    środowisku MATLAB/SIMULINK:

  • Analiza stabilności, łącznie z portretem fazowym, dwuwymiarowego,
    nieliniowego układu regulacji.

  • Projekt czaso-optymalnego systemu sterowania, albo regulatora LQ,
    albo regulatora Hinf dla podanego obiektu.


Poprzedniki
Typ poprzednikaNr poprzednikaKod poprzednikaNazwa poprzednika
Zalecany1103A-ARxxx-ISP-WRWstęp do robotyki
Wymagany2103A-ARxxx-ISP-PODAPodstawy automatyki
Wymagany2103A-ARxxx-MSP-STPSterowanie procesami
Wymagany2103B-ARxxx-ISP-STPSterowanie procesami

Literatura:

    1. Preskrypt opracowany przez wykładowcę.

    2. M. Athans, P. Falb: Sterowanie optymalne, WNT 1969.

    3. R. Gessing, M. Latarnik, A. Skrzywan-Kosek: Zbiór zadań z teorii
      nieliniowych układów regulacji i sterowania, WNT 1981, 4 wyd.: Wyd.
      Politechniki Śląskiej 1997.

    4. D.-W. Gu, P.Hr. Petkov and M.M. Konstantinov: Robust Control
      Design with MATLAB, Springer 2005 (wersja elektroniczna dostępna w BG
      PW).

    5. T. Kaczorek: Teoria układów regulacji automatycznej, 2 wyd., WNT
      1977.

    6. T. Kaczorek: Teoria sterowania, PWN, t.1 1977, t. 2 1981.

    7. J.R. Leigh: Control Theory, 2nd ed., The Institution of
      Electrical Engineers, London 2004 (wersja elektroniczna dostępna w BG
      PW).

    8. Z. Vukić et al.: Nonlinear Control Systems, Marcel Dekker 2003
      (wersja elektroniczna dostępna w BG PW).

    9. pozycje uzupełniające:
    10. S.H. Żak: Systems and Control, Oxford University Press 2003.

    11. H.K. Khalil: Nonlinear Systems, 3rd ed., Prentice Hall 2002.

Metody i kryteria oceniania:

Dwa sprawdziany w czasie wykładu/ćwiczeń. Etapowe weryfikacje postępów
projektów.

Sprawdziany oceniane w skali 0- 25 pkt. Pierwszy projekt oceniany w
skali 0-20 pkt., drugi - 0-30 pkt.; aby zaliczyć przedmiot trzeba
uzyskać 27 pkt. ze sprawdzianów oraz 25 pkt. z projektów.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Karpowicz
Prowadzący grup: Michał Karpowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Karpowicz
Prowadzący grup: Andrzej Karbowski, Michał Karpowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Karpowicz
Prowadzący grup: Michał Karpowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Karpowicz
Prowadzący grup: Michał Karpowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2015-10-01 - 2016-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Michał Karpowicz
Prowadzący grup: Michał Karpowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2014-09-29 - 2015-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Adam Woźniak
Prowadzący grup: Adam Woźniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.