Mechatroninių sistemų valdymas

Studijų dalyko aprašas

Tolydaus laiko ir diskretaus laiko sistemos, valdymo algoritmai, tiesioginis valdymas, valdymas su grįžtamuoju ryšiu, valdymo sistemos analizė, Laplaso, Furje transformacijos ir "z" transformacijos, signalai, adaptyvios valdymo sistemos, neuroniniai tinklai, kompiuterizuoti duomenų įvesties ir valdymo įrenginiai. Studentai, numatytu tvarkaraštyje metu, privalo dalyvauti ne mažiau kaip 75% pratybų ir atlikti ne mažiau kaip 75% laboratorinių darbų.

Tikslas suteikti žinių apie mechatroninių sistemų valdymo teoriją, valdymo sistemų realizacijas taikant kompiuterizuotas duomenų surinkimo ir valdymo sistemas. Išaiškinti valdymo sistemų analizės -sintezės metodus. Supažindinti su adaptyviomis valdymo sistemomis, neuroniniais tinklais.

Numatomi studijų rezultatai: suteikiamos žinios apie valdymo sistemų klasifikaciją, matematinį sistemų aprašymą ir analizės- sintezės metodus, diskretų ir tolydų kompiuterizuotą mechatroninių sistemų valdymą, algoritmus, signalus ir jų analizę. Suteikiami valdymo algoritmų sudarymo ir sistemos parametrų vertinimo įgūdžiai. Supras ir mokės parinkti mechatroninių sistemų valdymo ir jų realizavimo naudojant kompiuterizuotus duomenų surinkimo ir valdymo įrenginius. Suprasti signalų analizės būdus, jų privalumus ir trūkumus panaudojant juos mechatroninių sistemų valdymui ir jų veikimo analizei. Gebėjimas sukurti mechatroninę sistemą išanalizavus sistemos matematinio modelio parametrus ir realizuoti valdymo sistemą bei valdymo algoritmą. Gebėjimas analizuoti mechatroninės sistemos būsenas ir veikimą pagal jutiklių signalus, apdoroti signalus. Gebėjimas suprasti adaptyvių valdymo sistemų ir sistemų su neuroniniais tinklais veikimo principus. Gebės pristatyti savo žinias ir tyrimų rezultatus, gautus analizuojant mechatroninių sistemų valdymą. Gebėjimas savarankiškai, kūrybiškai spręsti mechatroninių sistemų valdymo uždavinius įvertinant valdomos sistemos parametrus, jutiklių ir valdymo signalus, taikyti signalų analizės metodus konkrečių mechatroninių sistemų tyrimuose.

Dalyko apimtis - magistrantūros 6 kreditų studijų dalykas. 

Dalyko turinys

Paskaitų temos:

Valdymo sistemų teorijos pagrindai. Sistemos samprata, valdymas, sistemų klasifikavimas.  Sistemų būsenos ir klasės

Sistemos valdymas. Bendroji valdymo sistemos schema, funkcionavimo algoritmas, sistemos valdomumas

Valdymo strategijos. Paprastos  (atvirosios), uždarosios (su grįžtamuoju ryšiu), automatinio kompensavimo,  programinio valdymo, adaptyviosios, susiorganizuojančiosios sistemos. Valdymo sistemų modeliai

Laplace'o transformacija. Sistemos perdavimo funkcija, pereinamojo proceso charakteristika, dažninė amplitudės  charakteristika. Dažninė fazės charakteristika, logaritminė dažninė amplitudės charakteristika

Matematinis valdymo sistemų aprašymas (modeliai). Sistemos skaidymas į grandis, funkcinė schema, struktūrinė schema. Pagrindinės elementarių grandžių ir sistemų charakteristikos

Struktūriniai grandžių pertvarkymai (nuoseklių grandžių pakeitimas viena, grandies perkėlimas pirmyn arba atgal, sumavimo bloko perkėlimas. Grandys su lokaliuoju grįžtamuoju ryšiu. Teigiamas grįžtamasis ryšys, neigiamas grįžtamasis ryšys

Logaritminės dažninės amplitudės charakteristikos sudarymas (Bode diagrama)

Valdymo sistemos kokybės rodikliai: pereinamojo proceso rodiklis, perreguliavimas, polinkis švytuoti, sistemos paklaida nusistovėjusiame režime. Valdymo sistemos kokybės įvertinimas analizuojant perdavimo funkciją. Ryšys tarp Bode diagramų ir pereinamojo proceso kokybės rodiklių.

Valdymo sistemos stabilumas. Stabilumas pagal  Naikvist'ą (Nyquist'a), stabilumo atsargos samprata, kiti stabilumo įvertinimo (Liapunovo ir Routho -Hurwitzo) kriterijai

Automatinio valdymo sistemų reguliatorių sintezė

Adaptyviosios valdymo sistemos

Diskrečiosios automatinio valdymo sistemos

Pratybų temos:

Dinaminių sistemų modelių sudarymas Matlab'e

Dažninės dinaminių grandžių charakteristikos

Pirmos eilės dinaminės grandys

Antrosios eilės dinaminės grandys

Algebriniai dinaminių sistemų stabilumo tyrimo metodai

Sėkmingai baigus studijų dalyką bus išduota Studijų pažyma, įskaitoma bet kurioje aukštojoje mokykloje.