Цифрові системи керування електротехнічними комплексами

Лектор: к.т.н., доцент Босак Алла Василівна

Мета вивчення дисципліни – формування у студента теоретичних і практичних знань побудови цифрових моделей електромеханічних систем та створення ефективних алгоритмів управління для їх дослідження на практиці. Вивчення матеріалу даної дисципліни орієнтовано на широке застосування обчислювальної техніки.
Предметом навчальної дисципліни є цифрові системи керування електротехнічними комплексами.
Результатом вивчення навчальної дисципліни є формування у студентів здатностей:

  • здатність забезпечувати моделювання електротехнічних та електромеханічних об’єктів і технологічних процесів виробництва, передачі та розподілу електричної енергії з використанням стандартних пакетів і засобів автоматизації інженерних розрахунків, проводити експерименти за заданими методиками з обробкою й аналізом результатів;
  • здатність ідентифікувати, класифікувати та описувати роботу систем і складових шляхом використання аналітичних методів і методів моделювання;
  • здатність продемонструвати знання та навики щодо проведення експериментів, збору даних та моделювання у електроенергетичних, електротехнічних та електромеханічних системах.

Навчальна дисципліна «Цифрові системи керування електротехнічними комплексами» складається з 3 розділів:

  • Розділ 1. Вступ до курсу «Цифрові системи керування електротехнічними комплексами»:
    Тема 1.1. Теоретичні основи побудови цифрових систем управління.
    Тема 1.2. Дискретизація безперервних систем на основі Z-перетворення та Z-форм.
  • Розділ 2. Цифрове управління динамічними об’єктами:
    Тема 2.1. Цифрове управління розімкненими та замкнутими системами.
    Тема 2.2. Реалізація цифрових регуляторів.
  • Розділ 3. Оптимізація динамічних режимів ЦСУ:
    Тема 3.1. Використання ланок із запізненням та типових регуляторів в оптимальних систе-мах керування.
    Тема 3.2. Цифрове управління електроприводом.

Базова література:

  1. Гончаренко, Б. М. Основні поняття дискретних систем / Б. М. Гончарен-ко, А. П. Ладанюк, О. П. Лобок // Цифрові системи керування : навч. посібник. – Вінниця : Нова Книга, 2007. – 160 с.
  2. Аналіз, синтез і проектування цифрових систем керування : навч. посіб-ник / С. М. Єсаулов, О. Ф. Бабічева; Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бе-кетова. – Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2018. – 150 с.
  3. Johnson M.A., Moradi M.H. PID Control. New Identification and Design Methods. — London: Springer, 2005. —544 p.
  4. Куо Б. Теория проектирования цифрових систем управлния. – М.: Маши-ностроение, 1986.-448с.
  5. Шаруда В.Г. Практикум з теорії автоматичного управління. Навчальний посібник.-Дніпропетровськ: НДТУ, 2002.-414с.
  6. O’Dwyer A. Handbook of PI and PID Controller Tuning Rules. — Dublin: Dublin Institute of Technology, 2006. — 546 p.
  7. А.О. Бобух. Автоматизовані системи керування технологічними процеса-ми: Навч. посібник. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 185 с.
  8. Густав Олссон, Джангудио Пиани. Цифровые системы автомтаизации и управления.-СП б.: Невский Диалект, 2001 – 557 с.
  9. Грибко В.В. Мікроппроцесорні системи керування електроприводами / В.В. Грибко, В.Ю. Кучерук, О.М. Возняк – Вінниця: ВНТУ, 2009. – 146 с.
  10. Поповіч М.Г. Електромеханічні системи автоматичного керування та електроприводи / М.Г. Поповіч, О.Ю. Лозинський. – К.: Либідь, 2005. – 680 с.
    11.Гультяев А.К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows: Практическое пособие.-СПБ: Корона принт, 2001.-402с.

Допоміжна література:

  1. Парр. Э. Программируемые контроллеры: руководство для инженера/Парр Э. пер. 3-го англ. изд.-М.: БИНОМ, 2007.-516 с.
  2. Дьяконов В.П. Математическая система Maple V R3/R4/R5. – М.: “СО-ЛОН”, 1998.
  3. Белов М.П. Инжиниринг электроприводов и систем автоматизации: учеб. пособие / Зементов О.И., Козярук А.Е. и др.; под ред. Новикова В.А., Чернигова Л.М.. – М.: Изд. центр «Академия», 2006. – 416с.
  4. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MathCAD 7 в математике, в Физике и в Internet. – М: Нолидж, 1998. – 352 с.

Інформаційні ресурси

http:// uk.wikipedia.org – Веб-сайт відомої у світі електронної енциклопедії
http://www.exponenta.ru – Освітній математичний веб-сайт
http://planetmath.org – Веб-сайт світової математичної енциклопедії
http://allmatematika.ru – Математичний форум
http://www.forum.softweb.ru – Веб-сторінка форуму математичного та інже-нерного програмного забезпечення
http://model.exponenta.ru – Веб-сайт моделювання систем та явищ

Посилання на Moodle:
https://do.ipo.kpi.ua/course/view.php?id=4166

Моделювання цифро-аналогової системи управління виконано за допомогою Matlab-Simulink.

Simulink-модель цифро-аналогової системи управління
Рисунок – Графіки зміни сигналу U2 при U1=1,0: 1 – за відсутності цифрового регулятора; 2 – у разі використання регулятора