Řízení technologických procesů pomocí klouzavých módů

Lukáš Richtr

Diplomová práce

Technological Processes Control Using Sliding Modes

Anotace:

Tato práce se zabývá návrhem řídicích algoritmů pracujících v klouzavém módu. Výhodou těchto řídicích algoritmů je vysoká robustnost, jednoduchost, a skutečnost, že není nutná znalost matematického modelu, pouze řád řízeného systému a znalost poruchové veličiny. Nevýhodou je vysoká aktivita akční veličiny, což není vhodné pro všechny typy systému. Jsou zde popsány základní modifikace klouzavého řízení, jež spočívají v rozšíření řídicího algoritmu o nelineární integrační člen. Hlavním úkolem těchto algoritmů je snížit aktivitu řízení při zachování jejich stávající robustnosti. V případě sledování stavové trajektorie se aktivita výrazně sníží, pokud změna žádané stavové trajektorie nebude příliš rychlá. Pro zvolené technologické procesy jsou navrženy všechny popsané robustní algoritmy řízení. Správnost algoritmů je ověřena jak číslicovou simulací, tak i na reálných modelech.

Abstract:

This work deals with design of control algorithms working in a sliding mode. The advantage of these control algorithms is a high robustness, simplicity, and the fact that it does not need knowledge of a mathematical model, only the control system’s order and the ability to measure control disturbances. The disadvantage is a high control activity, which is not useful for all types of control elements. There is described the primary approach to sliding control design, which consists in the extension of non-linear sliding control of an integration element. For the stabilization task this algorithm will significantly lower the activity of a control variable while maintaining its robustness. In case of following the state trajectory the activity of a control variable will also lower, if the change in the required trajectory is not too fast. For three selected subsystems the design of each algorithm procedure is shown. The accuracy of algorithms is verified with numerical simulation, as well as on the models directly.

Keywords

klouzavé řízení, klouzavé módy, robustní řízení, laboratorní model, teplovzdušný model, stejnosměrný motor, levitace, algoritmus klouzavého řízení, přepínací funkce, sliding control, sliding modes, robust control, laboratory model, hot-air unit, DC motor, Levitation, algorithm of sliding control, switching function

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2009

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Renata Wagnerová
• Oponent: Libor Pekař

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Magisterský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Automatické řízení a inženýrská informatika