Παρασκευάς Ν. Παρασκευόπουλος
Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου, Θεωρία και Εφαρμογές, Τόμος Γ: Εργαστηριακές Ασκήσεις
Βιβλιο [7]
[7] Π.Ν. Παρασκευόπουλος, Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου, Θεωρία και Εφαρμογές, Τόμος Γ: Εργαστηριακές Ασκήσεις, Αθήνα, 2007, σελ. 332, Εκδόσεις Π.Ν. Παρασκευόπουλου
Το βιβλίο αυτό περιέχει τις 10 βασικές εργαστηριακές ασκήσεις που διδάσκονται οι φοιτητές της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του ΕΜΠ.
|
ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΜΕ PID 1.1. Περιγραφή του ΡLC 1.2. Εκκίνηση τριφασικού κινητήρα 1.2.1. Εισαγωγή 1.2.2. Εκτέλεση του πειράματος 1.3. Αυτοματισμοί με timers 1.3.1. Εισαγωγή 1.3.2. Εκτέλεση του πειράματος 1.4. Παρακολούθηση λειτουργίας τριών αντλιών 1.4.1. Εισαγωγή 1.4.2. Εκτέλεση του πειράματος 1.5. Έκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ 2.1. Περιγραφή του συστήματος 2.2.Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα συνεχούς ρεύματος – Σύστημα 2.2.1. Εισαγωγή 2.2.2. Εκτέλεση του πειράματος 2.3. Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα συνεχούς ρεύματος - Σύστημα κλειστού βρόχου 2.3.1. Εισαγωγή 2.3.2. Εκτέλεση του πειράματος 2.4. Έλεγχος θέσης κινητήρα συνεχούς ρεύματος 2.4.1. Εισαγωγή 2.4.2. Εκτέλεση του πειράματος 2.5. Βελτίωση της απόκρισης συστήματος ελέγχου θέσης κινητήρα 2.5.1. Εισαγωγή 2.5.2. Εκτέλεση του πειράματος 2.6. Έκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΕΛΕΓΧΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ 3.1. Περιγραφή της διάταξης ελέγχου θερμοκρασίας 3.2. Μεταβατική απόκριση 3.2.1. Εισαγωγή 3.2.2. Εκτέλεση του πειράματος 3.3. Απόκριση 3.3.1. Εισαγωγή 3.3.2. Εκτέλεση του πειράματος 3.4. Αναλογικός Έλεγχος 3.4.1. Εισαγωγή 3.4.2. Εκτέλεση του πειράματος 3.5. Απόκριση του συστήματος σε διαταραχές 3.5.1. Εισαγωγή 3.5.2. Εκτέλεση του πειράματος 3.6. Έκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΕΛΕΓΧΟΣ ΜΕ ΡΙD ΡΥΘΜΙΣΤΕΣ 4.1. Πειραματική διάταξη 4.2. Αναλογικός έλεγχος 4.2.1. Εισαγωγή 4.2.2. Εκτέλεση του πειράματος 4.3. Έλεγχος ΡΙ 4.3.1. Εισαγωγή 4.3.2. Εκτέλεση του πειράματος 4.4. Έλεγχος ΡΙD 4.4.1 Εισαγωγή 4.4.2. Εκτέλεση του πειράματος 4.5. Έκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΜΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ 5.1. Περιγραφή του συστήματος 5.1.1 Η μονάδα ελέγχου ΜS15 5.1.2. Ο μικροϋπολογιστής ΕΜΜΑ II 5.1.3. Ο μετατροπέας AD/DA ΜS14 5.2. Υλοποίηση του ελέγχου του κινητήρα με υπολογιστή 5.2.1 Τύποι ελέγχου του κινητήρα 5.2.2. Στρατηγικές ελέγχου 5.2.3. Περίοδος δειγματολειψίας 5.2.4. Απαιτούμενο λογισμικό για έλεγχο του κινητήρα με αναλογική οδήγηση 5.2.5. Έλεγχος του κινητήρα με ψηφιακή οδήγηση 5.3. Έλεγχος ταχύτητας του κινητήρα με αναλογική οδήγηση 5.3.1 Έλεγχος ταχύτητας του ανοιχτού συστήματος 5.3.2. Αναλογικός έλεγχος ταχύτητας του κινητήρα 5.3.3. ΡΙ έλεγχος ταχύτητας του κινητήρα 5.4. Έλεγχος θέσης του κινητήρα με αναλογική οδήγηση 5.4.1 Αναλογικός έλεγχος θέσης του κινητήρα 5.4.2. ΡΌ έλεγχος θέσης του κινητήρα 5.5. Έλεγχος του κινητήρα με ψηφιακή οδήγηση 5.5.1 Ψηφιακή μέτρηση ταχύτητας και θέσης 5.5.2. Έλεγχος ταχύτητας του κινητήρα με ψηφιακή οδήγηση 5.6 Έκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΕΛΕΓΧΟΣ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 6.1. Περιγραφή του συστήματος 6.1.1. Η μονάδα του ρομπότ ΕΜU 6.1.2. Ο μικροϋπολογιστής ΕΜΜΑ II 6.1.3. Οι μονάδες των ταινιών μεταφοράς
6.1.4.
Η μονάδα επικοινωνίας των ταινιών μεταφοράς με 6.2. Υλοποίηση απλών κινήσεων 6.2.1 Υλοποίηση βασικών κινήσεων 6.2.2. Προγραμματισμός κινήσεων 6.3. Υλοποίηση συνθετότερων κινήσεων 6.3.1. Εισανωγή παύσεων 6.3.2. Εισαγωγή επαναλήψεων 6.4. Υλοποίηση σύνθετων εργασιών 6.5. Εκθεση
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΑΝΑΛΟΓΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΒΗΜΑΤΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΚΑΙ
ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΑC
7.1. Περιγραφή του συστήματος
7.1.2. Βηματικός κινητήρας 7.1.3. Κινητήρας ΑC
7.2.
Αναλογικός έλεγχος Βηματικού κινητήρα -Εισαγωγή -Εκτέλεση του πειράματος -Ανάλυση των αποτελεσμάτων 7.3. Αναλογικός έλεγχος κινητήρα ΑC
7.3.1.
Απόκριση μόνιμης κατάστασης -Εκτέλεση του πειράματος -Ανάλυση των αποτελεσμάτων
7.3.2.
Μεταβατική απόκριση -Εκτέλεση του πειράματος -Ανάλυση των αποτελεσμάτων
7.3.3.
Ελεγχος ταχύτητας κλειστού
βρόχου -Εκτέλεση του πειράματος -Ανάλυση των αποτελεσμάτων
7.3.4.
Ελεγχος δέσης κλειστού βρόχου -Εκτέλεση του πειράματος -Ανάλυση των αποτελεσμάτων
7.3.5.
Βελτίωση της απόκρισης
συστήματος ελέγχου δέσης -Εκτέλεση του πειράματος -Ανάλυση των αποτελεσμάτων 7.4. Εκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΕΛΕΓΧΟΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΥΓΡΟΥ ΤΡΙΩΝ ΔΕΞΑΜΕΝΩΝ
8.1.
Θεωρητική επεξεργασία της
πειραματικής άσκησης 8.1.2.Το πρόβλημα της αποσύζευξης μη γραμμικών συστημάτων 8.1.3. Ικανές και αναγκαίες συνθήκες και ο νόμος ελέγχου της αποσύζευξης 8.2. Φυσικό και μαθηματικό μοντέλο του συστήματος των τριών δεξαμενών 8.3. Θεωρητικές ασκήσεις 8.3.1. Σχεδιαμός του ελεγκτή που επιτυγχάνει την αποσύζευξη 8.3.2. Συμπεριφορά του συστήματος παρουσία θορύβου (διαρροή στη δεξαμενή 2) 8.3.3. Ελεγχος των αποσυζευγμένων υποσυστημάτων με ΡΙ-ρυ8μιστές 8.4. Πειραματικό μέρος 8.4.1. Βηματική απόκριση του αποσυζευγμένου συστήματος
8.4.2.
Βηματική απόκριση του αποσυζευγμένου συστήματος 8.4.3.Ελεγχος των αποσυζευγμένων συστημάτων με ΡΙ-ρυθμιστές 8.5. Εκθεση ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΝΑΣΤΡΑΜΜΕΝΟΥ ΕΚΚΡΕΜΟΥΣ 9.1. Σύντομη περιγραφή του συστήματος
9.2.
Θεωρητικό υπόβαθρο για την
ανάλυση και τον έλεγχο του
9.2.1.
Εξισώσεις κατάστασης γραμμικών
διακριτοποιημένων
9.2.2.
Δειγματοληπτική βαθμίδων ελέγχου με ανατροφοδότηση 9.2.3. Ο παρατηρητής κατάστασης Luenberger
9.3.
Περιγραφή, εκτίμηση διανύσματος
κατάστασης και έλεγχος 9.3.1. Μαθηματικό μοντέλο για το αναστραμμένο εκκρεμές 9.3.2. Περιγραφή του γραμμικοποιημένου συστήματος στο χώρο κατάστασης 9.3.3. Κανονικοποίηση των εξισώσεων κατάστασης
9.3.4.
Παράμετροι του μαθηματικού μοντέλου του αναστραμμένου
9.3.5.
Ελεγχος και παρατήρηση σημάτων διαταραχών για το 9.3.6. Σχεδιασμός του παρατηρητή ομοιότητας Luenberger 9.4. Εγκατάσταση του πειράματος
9.4.1.
Μέρη της πειραματικής διάταξης β. Κύρια τροφοδότηση και μονάδα προσαρμογής σήματος γ. Μετρήσεις εξόδων δ. Τμήμα ηλεκτρικών διαταραχών 9.4.2. Αρχή του πειράματος 9.5. Λογισμικό για το αναστραμμένο εκκρεμές 9.5.1. Οδηγίες χειρισμού 9.5.2. Τα μέρη του κυρίως μενού 9.5.3. Λειτουργία εκκρεμούς 9.5.4. Σφάλματα
9.6. Λογισμικό για το αναστραμμένο εκκρεμές 9.7. Προετοιμασία για το πείραμα
9.8. Εκτέλεση του πειράματος 9.9. Πειραματική επεξεργασία
9.10. Εκθεση 9.11. Βιβλιογραφία ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10. ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΜΕ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ CC 10.1 Γενικά στοιχεία 10.2 Η ιεραρχία των εντολών 10.3 Κανόνες εισαγωγής εντολών και παραμέτρων 10.4 Κανόνες για τη δημιουργία σχεδίων 10.5 Περιγραφή βασικών εντολών
10.5.1 Εnter 10.5.2 Pfe 10.5.3 Ilt 10.5.4 Display – Pzf – Tcf – Single 10.5.5 Τime 10.5.6 Root locus 10.5.7 Routh – Stability 10.5.8 Frequency – Bode 10.5.9 Convert
10.5.10 Izt 10.5.11 Conmatrix – Obsmatrix – Controllabillity 10.5.12 Fadeeva – Poles
10.6 Εργαστηριακό μέρος 10.7 Έκθεση 10.8 Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Α. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΖΟΜΕΝΟΙ ΕΛΕΚΤΕΣ Α.1. Εισαγωγή Α.2. Λογική Α.3. Λογική και προγραμματιζόμενοι ελεκτές Α.4. Προγραμματισμός Α.5. Αρχιτεκτονική των προγραμματιζόμενων ελεκτών Α.5.1. Κεντρική μονάδα επεξεργασίας Α.5.2. Μνήμη Α.5.3. Καταχωρητές Α.5.4. Λειτουργικό σύστημα Α.5.5. Εκτέλεση του πειράματος Α.6. Μέθοδοι προγραμματισμού Α.7. Εισαγωγή στη γλώσσα προγραμματισμού SΤΕΡ 5 Α.7.1. Δομή του προγράμματος Α.7.2. Εντολές της γλώσσας Step 5 Α.8. Οδηγίες για τη χρήση προσωπικού υπολογιστή για τον προγραμματισμό των ελεκτών Α.8.1. Γενικές οδηγίες εισαγωγής προγράμματος Α.8.2. Παράδειγμα προγραμματισμού Α.9. Ασκήσεις για λύση Α.10. Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Β. ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΜΕ ΕΛΕΚΤΕΣ ΡΙD Β.1. Εισαγωγή Β.2. Σύστημα κλειστού βρόχου με ΡΙD ελεκτή Β.3. Πρακτικές μέθοδοι ρύθμισης ελεκτών ΡΙD Β.4. Σχεδίαση ρυθμιστών ΡΙD με τη μέθοδο των Ziegler και Nichols Β.5. Τροποποιημένη μέθοδος Ziegler - Nichols στο πεδίο της συχνότητας Β.5.1. Εισαγωγή Β.5.2. Περιγραφή της μεθόδου Β.6. Η μέθοδος των επικρατέστερων πόλων Β.6.1. Εισαγωγή Β.6.2. Η μέθοδος των επικρατέστερων πόλων με ελεκτή ΡΙ Β.6.3. Η μέθοδος των επικρατέστερων πόλων με ελεκτή ΡD Β.6.4. Η μέθοδος των επικρατέστερων πόλων με ελεκτή ΡΙD Β.6.5. Προσεγγιστική τοποθέτηση των επικρατέστερων πόλων Β.7. Η μέθοδος σχεδίασης στο πεδίο της συχνότητας Β.8. Ο ρυθμιστής ΡΙΟ διακριτού χρόνου Β.8.1. Εισαγωγή Β.8.2. Το μοντέλο του ρυθμιστή ΡΙD διακριτού χρόνου Β.8.3. Επιλογή παραμέτρων των ελεκτών ΡΙD διακριτού χρόνου Β.9. Ασκήσεις για λύση Β.10. Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΜΜΑII Γ.1. Εισαγωγή Γ.2. Προγραμματισμός του ΕΜΜΑ II Γ.2.1. Εισαγωγή Γ.2.2. Εξοικοίωση με το πληκτρολόγιο Γ.2.3. Οι εντολές του ΕΜΜΑ II Γ.2.4. Χρήσιμοι πίνακες ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Δ. ΡΟΜΠΟΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Δ.1. Εισαγωγή Δ.2. Δομή των Βιομηχανικών ρομπότ Δ.3. Ταξινόμηση των ρομπότ Δ.3.1. Ταξινόμηση με βάση τον τύπο κίνησης Δ.3.2. Ταξινόμηση με βάση τη μηχανική δομή Δ.3.3. Ταξινόμηση με βάση τον τύπο ελέγχου Δ.4. Βιβλιογραφία ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ε. ΜΟΝΑΔΕΣ SES Ε.1. Μονάδα SES-22 - Βηματικός κινητήρας Ε.1.1. Εισαγωγή Ε.1.2. Βασική κατασκευή και λειτουργία Ε.1.3. Οδήγηση των βηματικών κινητήρων Ε.1.4. Ελεγχος των βηματικών κινητήρων Ε.1.5. Εφαρμογές των βηματικών κινητήρων Ε.2. Μονάδα SES -1,2,3 - Συγχροσυστήματα Ε.3. SES-8 - Αποδιαμορφωτής Ε.4. SES-5 - Κινητήρας ΑΟ Ε.4.1. Αρχές λειτουργίας διφασικού κινητήρα Ε.4.2. Ταχογεννήτρια ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΣΤ. ΗΕLΡ ΜΕΝU ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ CC ΣΤ.1 Παρουσίαση όλων των εντολών ΣΤ.2 Παρουσίαση των εντολών με αναλυτικά σχόλια
|