TAR2_20170307 02 Dopredné stavové riadenie

Zhrnutie prednášky

Prednáška rozširuje základný stavový regulátor o dopredné (feedforward) riadenie, ktoré umožňuje riešiť úlohu sledovania nenulovej žiadanej hodnoty popri úlohe regulácie. Ukazuje sa odvodenie konštanty Kv pomocou vety o konečnej hodnote v Z-transformácii tak, aby výstup Y v ustálenom stave sledoval žiadanú veličinu V. Postup je demonštrovaný na príklade dvoch prepojených zásobníkov kvapaliny – zlinearizovaný spojitý model sa diskretizuje, navrhne sa stavový regulátor metódou umiestnenia pólov (place) a dopočíta sa dopredná konštanta Kv. Následne je vysvetlená implementácia v Simulinku vrátane potreby vzorkovača a tvárovača nultého rádu na zabezpečenie diskrétneho charakteru riadenia. Simulácia ukazuje, že kombinácia doprednej väzby so spätnoväzbovým regulátorom vedie k malej trvalej regulačnej odchýlke spôsobenej nelinearitou reálneho procesu oproti linearizovanému modelu.

• - Doplnenie základného stavového regulátora o doprednú väzbu pre riešenie úlohy sledovania žiadanej hodnoty
• - Odvodenie konštanty Kv pomocou vety o konečnej hodnote v Z-transformácii (vzťah Y∞ = C(I-A)⁻¹B·Kv·V∞)
• - Podmienka Kv = 1/[C(I-A)⁻¹B] zabezpečujúca, že Y v nekonečne sa rovná žiadanej hodnote V
• - Praktický príklad na dvoch zásobníkoch kvapaliny – linearizácia, diskretizácia (C2D) a návrh regulátora metódou place
• - Výpočet diskrétnych pólov z požadovaného preregulovania a času regulácie cez spojité póly a transformáciu e^(T·s)
• - Schéma zapojenia v Simulinku vyžaduje odčítanie ustáleného stavu (odchýlkový model), vzorkovač a tvárovač nultého rádu
• - Kombinácia doprednej a spätnoväzbovej regulácie vedie k malej trvalej odchýlke pri nelineárnom procese oproti lineárnemu modelu

Zhrnutie pripravené s pomocou AI z prepisu videa.