Curs 1: Tehnici avansate de conducere a proceselor

Parte a sistemului de automatizare care analizează informațiile din proces și generează comenzi pentru elementele de execuție.

Un set de echipamente care automatizează un proces specific, de exemplu, o linie de producție.

Comanda trimisă de regulator automat către elementul de execuție pentru a modifica comportamentul procesului.

Mărimi care măsoară starea actuală a procesului, de exemplu, temperatură, presiune, nivel.

Elemente care execută comenzile emise de regulator automat, de exemplu, valve, motoare, pompe.

Diferența dintre valoarea dorită a procesului și valoarea reală măsurată.

Un sistem care monitorizează, ajustează și coordonează automat un proces, ținând cont de variații și factori externi.

Procesul sau instalația care este controlată de sistemul de automatizare.

Mărimi care influențează procesul, de exemplu, temperatura exterioară, fluctuații de presiune.

Un dispozitiv care transformă o mărime fizică într-un semnal electric.

Un model al sistemului care include poli și zerouri suplimentari pentru a satisface performanțele dorite.

Poli și zerouri suplimentari adăugați la modelul sistemului pentru a îmbunătăți performanța.

Îmbunătățirea performanței sistemului prin adăugarea de poli și zerouri suplimentari la model.

SRA pornind de la funcția de transfer în circuit închis H0(s)

Grad de complexitate al algoritmului de reglare.

Verificare a realizabilității algoritmului de reglare.

Numărul minim de poli și zerouri suplimentari necesari.

Alege și reglează regulatoarele pentru a obține performanța dorită.

O funcție matematică care are o valoare infinită la timp t=0 și zero pentru toate celelalte valori ale timpului. Această funcție este idealizată și este deseori utilizată pentru a modela evenimente impulsive, precum un impuls scurt de forță.

Funcția de transfer descrie comportamentul dinamic al unui sistem liniar. Reprezintă relația dintre semnalul de intrare și semnalul de ieșire al sistemului în domeniul Laplace.

O reprezentare matematică care descrie dinamica unui sistem prin intermediul stărilor sale interne. Aceste ecuații relaționează stările sistemului cu intrările și ieșirile.

Un tip de sistem cu mai multe intrări și mai multe ieșiri. Aceste sisteme necesită o reprezentare matematică mai complexă pentru a captura interacțiunile dintre diferitele intrări și ieșiri.

Reprezentarea unui sistem prin relația dintre intrări și ieșiri. Această reprezentare poate fi scrisă ca o ecuație diferențială sau o funcție de transfer.

O formă de reprezentare a sistemelor continue, care descrie comportamentul unui sistem în timp prin ecuații diferențiale.

O formă de reprezentare a sistemelor continue, care descrie comportamentul unui sistem în domeniul frecvenței prin funcții de transfer.

O variabilă care descrie starea internă a unui sistem și influențează ieșirile sistemului.

Elementele care formează o parte fixă a unui sistem de reglare automată (SRA) sunt: natura fizică a mărimii de intrare şi ieşire, mediul în care vor lucra regulatoarele, gradul de complexitate al procesului şi performanţele ce se impun mărimii reglate .

Proiectarea regulatorului automat se face pe baza datelor inițiale, ale elementului de execuție şi ale instalației tehnologice, ce alcătuiesc partea fixată, și a performanțelor

Performanțele unui SRA sunt determinate de comportamentul sistemului în regim staționar (eroarea staționară) și în regim tranzitoriu (suprareglajul, durata regimului tranzitoriu, gradul de amortizare).

Sinteza convențională a unui SRA constă în determinarea legii de reglare sau a funcției de transfer a unui compensator/regulator, conectat cu procesul în buclă închisă, astfel încât să se îndeplinească condițiile de stabilitate (S) și reglare (R) și performanțele dinamică și staționară.

Sistemul rezultant în buclă închisă trebuie să fie stabil (intern asimptotic stabil). Aceasta este Condiția (S) din sinteza SRA.

Răspunsul indicial trebuie să tindă asimptotic (t®¥) spre valoarea treptei. Aceasta este Condiția (R) din sinteza SRA.

Pentru a satisface performanțele dinamică și staționară într-un SRA este nevoie să se îndeplinească 3 condiții: a) !" !!; b) " " !

Reprezentarea grafică a funcției de transfer H(s) în planul complex, pentru o gamă de frecvențe. Oferă o imagine vizuală a răspunsului sistemului la diferite frecvențe.

Un contur închis în planul complex ce descrie comportamentul funcției de transfer H(s) la diferite frecvențe. Conturul Nyquist pornește de pe axa imaginară și înconjoară planul complex, inclusiv polii funcției de transfer.

Partea conturului Nyquist care se află pe axa imaginară (s=jw) a planului complex. Această parte a conturului descrie comportamentul funcției de transfer la frecvențe reale.

Semicercuri cu rază foarte mică (R®0), situati în semiplanul drept, care înconjoară polii pur imaginari ai funcției de transfer H(s) situați pe axa imaginară.

Un semicerc de rază foarte mare (R® ¥) care se află în semiplanul drept al planului complex. Acest semicerc închide conturul Nyquist și cuprinde întregul semiplan drept.

Un factor care reprezintă amplificarea sistemului.

Caracterizează tipul funcției de transfer.

Excesul polilor față de zerouri.

Ajustarea parametrilor regulatorului automat pentru a optimiza performanța procesului. Se poate realiza ținând cont de criterii specifice, cum ar fi minimizarea duratei tranzitoriei sau reducerea impactului perturbațiilor.

Reglarea optimă a regulatorului, unde parametrii sunt stabiliți în funcție de un criteriu predefinit pentru a optimiza performanța procesului.

Sinteza SRA pornind de la funcția de transfer în circuit închis H0(s) se referă la proiectarea unui regulator automat care să asigure performanțele dorite în sistemul de reglare automată, având în vedere funcția de transfer a procesului.

Funcția de transfer a sistemului închis, care descrie comportamentul sistemului de reglare automată în ansamblu, inclusiv regulatorul.

Un model matematic simplificat care aproximează comportamentul unui sistem închis, utilizat pentru a evalua performanța sistemului în regim tranzitoriu și staționar. Parametrul z determină durata tranzitoriei, wn determină frecvența oscilațiilor și Kd determină stabilitatea.

Utilizarea modelului de ordinul II, cu adăugarea de poli și zerouri, pentru a aproxima comportamentul real al sistemului, incluzând aspecte mai complexe care nu pot fi reprezentate cu un model simpl.

Utilizarea modelului de ordinul II, cu adăugarea de poli și zerouri, pentru a proiecta regulatorul, astfel încât sistemul să atingă performanțele dorite.

Utilizarea modelelor matematice pentru a sintetiza sistemul de reglare automată, ținând cont de funcția de transfer a procesului și de performanțele dorite.