Návrh výukového programu pre identifikáciu sústav a syntézy regulačných obvodov

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá vytvorením prehľadného výukového programu pre oblasť identifikácie systémov a syntézy regulačných obvodov. V teoretickej časti sú popísané a vysvetlené základné znalosti z oblasti identifikácie, ktoré pomôžu k lepšiemu pochopeniu problematiky identifikácie systémov. V ďalšej časti je vytvorený učebný text vysvetľujúci princíp metódy postupnej identifikácie, nakoľko s touto metódou pracuje aj výukový program. Výukový program pracuje tiež s nastavením regulátora, a preto je v texte uvedená definícia regulačného obvodu a možnosti jeho použitia v praxi. Ďalšia časť práce je venovaná syntéze regulačného obvodu. V texte sú popísane najpoužívanejšie metódy nastavenia regulátora, s ktorými pracuje mnou vytvorený výukový program. V praktickej časti som sa zameral na vytvorenie výukového programu. Tento program je schopný z načítaných vstupných dát nakresliť prechodovú charakteristiku, a následne vykonať identifikáciu systému pomocou metódy postupnej integrácie. Po získaní diferenciálnej rovnice je možné zvoliť metódu nastavenia regulátora, pričom po výpočte parametrov program vykreslí prechodovú charakteristiku regulačného obvodu pri použití získaného nastavenia. V poslednej časti porovnávam existujúci školský model so simuláciami.

The diploma thesis focuses on the creation of a coherent training program in the field of system identification and control loop design. The theoretical part consists of the description of basic terms tackling identification that should help a better understanding of the system identification process. In the following part, an instructional text is presented that explains the principle of successive identification method, as long as this method is applied in the training program. In addition, the training program concerns controller settings, therefore, the definition of the control loop and the possibilities of its practical application are provided as well. The latter section is dedicated to the control loop design, describing the most widely used methods for determination of controller settings that are applied on the presented tutorial. The practical part is focused on the creation of the tutorial program. The program is able to to determine step response characteristics by reading the input data and to subsequently provide system identification on the basis of the method of successive integration. After receiving a differential equation, it appears to become possible to choose methods of setting the controller, where, after calculating control parameters, the program determines step resonse characteristics of the control loop by applying the given settings. The last part of the thesis provides a comparison of the existing school model with the simulations.