Seřizování číslicových a analogových regulátorů se dvěma stupni volnosti

Karla Sladká

Doctoral thesis

Digital and Analog 2DOF Controller Tuning

Abstract:

Disertační práce se zabývá seřízením číslicových a analogových regulátorů se dvěma stupni volnosti (2DOF regulátorů), zejména nastavením optimálních parametrů filtru pro integrační soustavy s dopravním zpožděním. Nejprve se práce zabývá přehledem současného stavu od struktur 2DOF regulátoru po metodikou seřízení, s jakou se můžeme v literatuře setkat. Následně výpočtem optimálních parametrů filtru 2DOF regulátoru pro vybrané metody, které umožňují seřízení regulátoru pro integrační soustavy s dopravním zpožděním. Výpočet optimálních vah je prováděn analyticky z pólu přenosu řízení a numericky optimalizací podle kritéria kvality regulace IAE a ITAE. Výpočet optimálních vah pro 2DOF PI a PID regulátor je ověřen na simulacích a z výsledků jsou získány optimální hodnoty vah filtru 2DOF regulátoru pro vybrané metody. Z výsledných hodnot je sestavena tabulka a navržena obecná metodika postupu pro seřizování 2DOF regulátoru. V další části práce je laboratorně na soustavě stejnosměrného motoru podle postupu metodiky ověřen výpočet optimálních vah a seřízení 2DOF regulátoru. V závěru práce se nachází zhodnocení dosažených výsledků a navržení dalšího postupu.

Abstract:

This thesis is dealing with Digital and Analog 2DOF Controller Tuning with focus on the determination of optimal weight of the 2DOF controller for integrating plants with time delay. At the beginning, the thesis is dealing with a status overview from structures of 2DOF controller until methods of design, which we can find in literature. Next topic is the determination of optimal weight of 2DOF controller for chosen methods which are for integrating plants with time delay. The determination has two ways, first is analytical from poles of transfer function, second is numerical by optimisation with function of quality of control process IAE and ITAE. The results of determination are confirmed by simulation, where were chosen the best optimal weight of the 2DOF controller for the chosen methods. From the results is established table and set general methodology procedure how to tune the 2DOF controller. Next part of thesis is focus on tuning and implementation 2DOF controller with optimal weight on the real model. In the end is conclusion of achieved results and recommendation for further research.

Keywords

Regulátor se dvěma stupni volnosti, PI regulátor, PID regulátor, regulace, integrační soustava, dopravní zpoždění

Keywords

Two degrees of freedom controller, PI controller, PID controller, process control, integral system, time delay

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 6. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 1. 10. 2020
• Supervisor: Miluše Vítečková
• Reader: Dagmar Janáčová, Mikuláš Huba, Milan Heger

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Řízení strojů a procesů