Κωδικός Μαθήματος

 

Τύπος Μαθήματος

Μικτό - Υποχρεωτικό

Κατηγορία Μαθήματος

ΜΕΥ

Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας

Θεωρία

2

Ασκήσεις Πράξης

1

Εργαστήριο

2

Πιστωτικές Μονάδες

Θεωρία

4

Εργαστήριο

3

ΣΥΝΟΛΟ ΔΜ

7

 

Στόχος / Σκοπός μαθήματος

Να εισάγει στα γραμμικά συστήματα και το γραμμικό μοντέλο της συνάρτησης μεταφοράς. Να αναλύσει την βηματική και κρουστική απόκριση συστημάτων πρώτου και δευτέρου βαθμού. Να διδάξει μεθόδους ανάλυσης των συστημάτων και υπολογισμού της συνάρτησης μεταφοράς σε ηλεκτρολογικά, μηχανολογικά, θερμικά και υδραυλικά συστήματα. Να μελετήσει τα συστήματα αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση και συγκεκριμένα τις προδιαγραφές/και τα χαρακτηριστικά τους. Να υποδείξει πρακτικά συστήματα αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση και τον τρόπο ανάλυσης τους.

Περιγραφή μαθήματος - Θεωρητικό μέρος του μαθήματος

Σύστημα και Συνάρτηση μεταφοράς - Διασύνδεση συστημάτων και απλοποίηση – Υπολογισμός συναρτήσεων μεταφοράς σε ηλεκτρολογικά/μηχανολογικά και άλλα συστήματα – Ευστάθεια και Αστάθεια συστημάτων – Συστήματα αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση (χαρακτηριστικά) – Παραδείγματα ανάλυσης πρακτικών συστημάτων αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση – Συστήματα πολλών εισόδων και εξόδων – μη γραμμικά συστήματα και γραμμικοποίηση – Αναλογική και Ψηφιακή προσομοίωση,

Ακολουθεί αναλυτικό περίγραμμα του μαθήματος κατανεμημένο σε δεκατρείς εκπαιδευτικές εβδομάδες :

Εβδομάδα

Π ε ρ ι γ ρ α φ ή

1η

Εισαγωγή στα γραμμικά συστήματα, Γραμμικές διαφορικές εξισώσεις, Συνάρτηση μεταφοράς.

2η

Συνάρτηση μεταφοράς, πόλοι μηδενικά και απολαβή συστήματος, Βηματική και κρουστική απόκριση συστημάτων πρώτου βαθμού και δευτέρου βαθμού. Μιγαδική συχνότητα, μιγαδικό επίπεδο και απόκριση συστημάτων. Επικρατούντες πόλοι, Ευστάθεια και Αστάθεια συστημάτων.

3η

Συνδεσμολογίες συστημάτων, Μπλόκ διαγράμματα συστημάτων και απλοποίηση αυτών.

4η

Υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς σε ηλεκτρικά συστήματα.

5η

Υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς σε μηχανολογικά συστήματα. Θερμικά συστή-ματα, Υδραυλικά συστήματα.

6η

Ανάλογα συστήματα. Ηλεκτρικό ανάλογο συστημάτων.

7η

Ο τελεστικός ενισχυτής και τα βασικά κυκλώματα του. Αναλογική προσομοίωση συστημάτων, Αναλογικός Υπολογιστής.

8η

Τα συστήματα Ανάδρασης, Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου με Ανάδραση, Προδιαγραφές των συστημάτων ανάδρασης, Σφάλματα και τύποι συστημάτων.

9η

Πρακτικά συστήματα αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση. Ανάλυση συστήματος ανάδρασης, Παραδείγματα συστημάτων αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση.

10η

Συστήματα αυτομάτου ελέγχου στροφών σε κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Εξαγωγή συναρτήσεων μεταφοράς. Μη γραμμικά συστήματα και γραμμικοποίηση. Γραμμικοποίηση των εξισώσεων του κινητήρα συνεχούς.

11η

Μοντελοποίηση ενός πρακτικού συστήματος αυτομάτου ελέγχου στροφών σε κινητήρα συνεχούς. Μελέτη ενός συστήματος ελέγχου θέσης σε κινητήρα συνεχούς.

12η

Συστήματα πολλών εισόδων και πολλών εξόδων. Μη γραμμικά συστήματα.

Εισαγωγή μη γραμμικοτήτων σε συστήματα αυτομάτου ελέγχου.

13η

Ψηφιακή προσομοίωση συστημάτων. Λογισμικά ψηφιακής προσομοίωσης

 

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος περιλαμβάνει την εμπέδωση της θεωρίας σε ασκήσεις που γίνονται παράλληλα σε αναλογικά πραγματικά συστήματα και με ψηφιακή προσομοίωση στο MATLAB

Εβδομαδιαίο πρόγραμμα

Εβδομάδα

Π ε ρ ι γ ρ α φ ή

1η

Εισαγωγή το MATLAB, Συνάρτηση μεταφοράς, Προσομοίωση γραμμικών συστημά-των στο SIMULINK.

2η

Βηματική απόκριση σε πραγματικό σύστημα, Συνδεσμολογία συστημάτων.

3η

Συναρτήσεις μεταφοράς, Πόλοι μηδενικά και κέρδος, επικτρατούντες πόλοι , Μελέτη στο MATLAB και Simulink.

4η

Διασύνδεση συστημάτων και υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς σε μπλόκ διάγραμμά, με προσομοίωση στο SIMULINK.

5η

Προσομοίωση ηλεκτρικών κυκλωμάτων στο Simulink, Γραμμικοποίηση και εξαγωγή συνάρτησης μεταφοράς.

6η

Δημιουργία συναρτήσεων μεταφοράς με κυκλώματα τελεστικών ενισχυτών.

7η

Προσομοίωση μηχανολογικών/υδραυλικών και θερμικών συστημάτων και εξαγωγή συναρτήσεων μεταφοράς στο Simulink.

8η

Αναλογικός Υπολογιστής, Αναλογική προσομοίωση

9η

Σύστημα ελέγχου στροφών σε μικρό κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Σύστημα ελέγχου θέση σε μικρό κινητήρα συνεχούς ρεύματος.

10η

Προσομοίωση στο Simulink συστήματος ελέγχου στροφών και θέσης σε κινητήρα συνεχούς ρεύματος.

11η

Μελέτη των σφαλμάτων σε συστήματα ανάδρασης διαφόρων τύπων με προσομοίωση στο Simulink.

12η

Μελέτη συστήματος ελέγχου στροφών σε κινητήρα συνεχούς μέσω ελεγχόμενης γέφυρας θυρίστορ.

13η

Μελέτη συστήματος αυτομάτου ελέγχου θερμοκρασίας.

 

Αναμενόμενα Μαθησιακά Αποτελέσματα

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση :

  • Να Γνωρίζουν τι είναι γραμμικό σύστημα και συνάρτηση μεταφοράς
  • Να υπολογίζουν την συνάρτηση μεταφοράς σε ηλεκτρικά, μηχανολογικά και κάθε είδους συστήματα
  • Να γνωρίζουν τις βασικές αρχές ενός συστήματος αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση
  • Να μπορούν να αναλύσουν ένα πρακτικό σύστημα αυτομάτου ελέγχου με ανάδραση.

Προσόντα και ειδικότητα του εκπαιδευτικού που απαιτούνται για την εφαρμογή και την επίτευξη των μαθησιακών στόχων του μαθήματος : Κατάλληλη εκπαιδευτική, ερευνητική, επιστημονική, επαγγελματική εμπειρία στο γνωστικό αντικείμενο των Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου.

Διδακτικά βοηθήματα

  1. Π. Βαφειάδης, Συστήματα αυτομάτου ελέγχου – Τόμος Ι, διαθέτης Π. Βαφειάδης, Αθήνα 2000.
  2. Παρασκευόπουλος, Συστήματα αυτομάτου ελέγχου – Τόμος Ι, διαθέτης Παρασκευόπουλος.
  3. Μάργαρης, Συστήματα αυτομάτου ελέγχου , εκδότης Τζιόλας