سیستم‌های کنترل خطی

هدف
هدف اين درس، آشنايي با اصول مدلسازي و تحليل و طراحي سيستم‌هاي كنترل خودكار به ويژه سيستم‌هاي صنعتي به كمك روشهاي رياضي و تحليلي و متدهاي تجربي است.

پیش‌نیاز
گذراندن درس سيگنالها و سيستم‌ها – آشنايي با نرم‌افزار MATLAB

سرفصل مطالب درس
• مقدمه‌اي بر سيستم‌هاي كنترلي: معرفي سيستمهاي كنترلي حلقه باز و حلقه بسته و مقايسه ويژگيها، مثالهايي از سيستمهاي كنترلي.
• تبديل لاپلاس: تبديل لاپلاس سيستمها و معكوس آن و خواص آنها – صفر و قطب و اثر آنها در پاسخ سيستم – تبديل لاپلاس و سيستمهاي LTI – تعيين اندازه و فاز تبديل لاپلاس به روش هندسي – سيستمهاي توصيف‌شده با معادلات ديفرانسيل – تبديل لاپلاس يكطرفه و خواص آن – مدل كردن سيستمها و پاسخ آنها به كمك تبديل لاپلاس.
• مدلسازي رياضي سيستمها: پاسخ ضربه، پاسخ پله، تابع تبديل، نمودار بلوكي، اصل ميسون، مثالهايي از مدلسازي سيستمهاي مكانيكي، الكتريكي، گرمايشي، هيدروليكي، موتورهاي Servo.
• طراحي سيستم‌هاي كنترلي: كنترل‌كننده‌هاي ON/OFF، كنترل‌كننده‌هاي تناسبي (P)، كنترل‌كننده‌هاي تناسبي انتگرال‌گير (PI)، كنترل‌كننده‌هاي تناسبي مشتق‌گير (PD)، كنترل‌كننده‌هاي PID، سيستمهاي مرتبه اول و مرتبه دوم، مشخصات پاسخ پله سيستم‌ها، تحليل پاسخ گذرا، تحليل خطاي حالت ماندگار، اثر اغتشاش، معيار پايداري روث-هورويتس، حالتهاي ويژه، پايداري نسبي، مثالهايي از كنترل‌كننده‌هاي الكتريكي و مكانيكي و پنوماتيكي، پيشفازي و پس‌فازي پاسخ سينوسي، معايب فيدبك، مشكل كوك انتگرال، مشكل لگد مشتق، كنترل پيش‌خوردي، كنترلر PI-D، كنترلر I-PD.
• مكان هندسي ريشه‌ها: نمودار مكان هندسي ريشه‌ها و قواعد ترسيم و خواص، تحليل و طراحي سيستمهاي كنترل به كمك مكان هندسي، جبران‌سازي پيش‌فاز، جبران‌سازي پس‌فاز، جبران‌سازي پيش‌فاز – پس‌فاز.
• پاسخ فركانسي سيستمهاي كنترلي: نمودارهاي اندازه و فاز بوده، نمودارهاي نايكوييست، معيار پايداري نايكوييست، پايداري نسبي، پاسخ فركانسي حلقه بسته، تخمين تابع تبديل، طراحي سيستمهاي كنترلي به روش پاسخ فركانسي، جبران‌سازي پيش‌فاز، جبران‌سازي پس‌فاز، جبران‌سازي پيش‌فاز – پس‌فاز، حاشيه فاز و حاشيه بهره.
• كنترل مقاوم: قواعد تنظيم پارامترهاي كنترلر‌هاي PID، كنترل با دو درجه آزادي، روش زيگلر-نيكولز براي تعيين تجربي پارمترهاي كنترل‌كننده‌هاي PID، نكات طراحي كنترلرهاي PID.
• تحليل فضاي حالت: مدل كردن سيستم به كمك ماتريسهاي فضاي حالت، كنترل‌پذيري، مشاهده پذيري، محاسبه تابع تبديل از معادلات حالت و بالعكس، پايداري، تبديلهاي خطي و فرمهاي كانوني، طراحي سيستمهاي كنترلي در فضاي حالت، طراحي بهينه به روش لياپانوف.
• مسائل پيشرفته در مهندسي كنترل: تبديل Z، سيستمهاي كنترلي ديجيتال، پايداري سيستم‌هاي ديجيتال، كنترل فازي، كنترل وفقي، كنترل مد لغزشي.

منابع
۱) “مهندسي كنترل”، هيكو اوگاتا، ترجمه محمود دياني، انتشارات نص.
۲) “سيستمهاي كنترل خطي”، نارش سينها، ترجمه دكتر امين خدابخشيان، انتشارات دانشگاه اصفهان

3) “Linear Control System Analysis and Design: Conventional and Modern”, John Joachim D’Azzo, Constantine Dino Houpis, McGraw-Hill Series in Electrical & Computer Engineering.
4) “Industrial Control Electronics, Applications and Design”, Michael Jacob, Prentice Hall.

#عنوانحجم فایللینک دانلود
1راهنماي شماره 1 استفاده از نرم‌افزار MATLAB1598 کیلوبایتdownload
2راهنماي شماره 2 استفاده از نرم‌افزار MATLAB5411 کیلوبایتdownload
3خودآموز نرم افزار MATLAB  
0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.