Разработка и настройка систем автоматического управления

Записаться на обучение

Описание курса

Практический курс по анализу и синтезу систем автоматического управления в Simulink. Особый упор будет сделан на исследовании качества управления, автоматизированной и интерактивной настройке различных регуляторов.

Темы курса

Моделирование систем управления
Идентификация параметров систем
Оценка параметров моделей
Линеаризация и анализ системы
Проектирование регулятора
Дискретизация контроллера и подготовка к генерации кода

Предварительная подготовка

Основы работы в MATLAB и Simulink для моделирования систем и алгоритмов или эквивалентный опыт работы с MATLAB и Simulink и понимание терминов и понятий, связанных с общей системой управления.

Продолжительность

2 дня

Продукты

Control System Toolbox
Simulink Control Design
Simulink Design Optimization

Программа курса

Модуль 1. Введение.
Краткий обзор компании MathWorks и программного комплекса MATLAB.
Обсуждение материалов и программы
Обзор курса

Модуль 2. Обзор процесса разработки САУ.
В этом модуле происходит обзор процесса проектирования систем управления, а также, показывается, каким образом инструменты MathWorks вписываются в этот процесс. Подробная информация о каждом этапе процесса проектирования будет рассмотрена в последующих модулях.
Процесс разработки САУ.
Линеаризация модели.
Определение характеристик системы.
Задание требований САУ.
Настройка контроллера.
Тестирование контроллера.

Модуль 3. Представление моделей
Обсуждение различных форматов представления моделей систем. Освещаются преимущества и недостатки каждого формата.
Обзор представлений модели
Объекты LTI
Модели Simulink

Модуль 4. Идентификация систем
Будет показано, как проводить оценку модели системы на основе измеренных данных
Обзор методов идентификации
Импорт и препроцессорная обработка
Оценка модели
Валидация модели

Модуль 5. Оценка параметров
Цель: использовать измеренные данные для оценки параметров модели Simulink
Обзор процесса оценки параметров
Подготовка модели
Процесс оценки
Советы по оценке параметров модели

Модуль 6. Анализ систем.
В этом модуле описываются различные инструменты, предназначенные для анализа поведения системы, например, определения резонанса системы, переходной характеристики и других.
Функции системного Анализа
Анализатор линейных систем
Анализ двигателя постоянного тока
Автоматизация задач анализа
Анализ разомкнутых систем

Модуль 7. Линеаризация
Цель: Обсуждение техник линеаризации моделей Simulink и валидации результатов линеаризации
Обзор процесса линеаризации
Рабочие точки
Функции линеаризации
Оценка частотной характеристики

Модуль 8. ПИД управление в Simulink
Цель: Использование Simulink для моделирования и настройки ПИД контроллеров
Обзор процесса работы с ПИД
Настройка модели
Блок контроллера ПИД
Автоматизация настройки
Дополнительные свойства ПИД

Модуль 9. Классические методы разработки систем управления
Цель: использование классических методов проектирования управления для разработки системных контроллеров. Рассматриваются общие методы управления, такие как PID и ведущие / запаздывающие контроллеры.
Настройка разомкнутой системы
Анализ замкнутой системы.
PID-контроль.
Lead-lag контроль.

Модуль 10. Оптимизация переходных процессов
Цель: использование методы оптимизации для настройки параметров модели на основе требований к конструкции и неопределенности параметров объекта.
Оптимизация реакции модели.
Выполнение анализа чувствительности.
Оптимизация с неопределенностью параметров.

Модуль 11: Реализация контроллера
Цель: обсуждение шагов, которые могут потребоваться для эффективной реализации контроллера в реальной системе.
Определение физических и эксплуатационных ограничений контроллеров.
Дискретизация контроллера
Подготовка контроллера для генерации кода.
Преобразование в типы данных с фиксированной точкой.

Приложение A: Современные методы разработки систем управления (2,5 часа)
Цель: использовать современные методы проектирования управления для разработки системных контроллеров.
Разработка многоконтурных систем управления.
Линейно-квадратичный регулятор (LQR).
Линейно-квадратично-гауссовский регулятор (LQG).
Планирование усиления.
Модель предварительного контроля (ПДК).

Модуль 12. Заключение.
В этом модуле демонстрируются дополнительные ресурсы и дается оценка курсу.