3 Διακριτοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου... 65

Transcript

1 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ \ Πρόλογος 15 1 Εισαγωγικά Στοιχεία Βιομηχανικού Ελέγχου Μοντέλα Περιγραφής Βιομηχανικών Συστημάτων Βιομηχανικοί Ελεγκτές Σύστημα Σύνδεση Συστημάτων Ελεγκτής Δειγματοληψία και Διακριτοποίηση Δειγματοληψία Διακριτοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία 42 2 Ανάλυση Γραμμικών Διεργασιών στο Πεδίο του Χρόνου Γραμμικά Συστήματα Διακριτού Χρόνου Καθυστέρηση και Προήγηση Απόκριση στο Πεδίο του Χρόνου Ιδιότητες Απόκρισης Γραμμικών Χρονικά Αμετάβλητων Συστημάτων Αποκρίσεις σε Βασικά Σήματα Βασικά Σήματα Αποκρίσεις Ασκήσεις Βιβλιογραφία 64 3 Διακριτοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου Μέθοδοι Προσεγγιστικής Διακριτοποίησης Προσεγγιστική Διακριτοποίηση 65

2 6 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΣ Εναλλακτικές Μέθοδοι Προσεγγιστικής Διακριτοποίησης Εφαρμογή: Αντιδραστήρες Συνεχούς Ανάμιξης σε Σειρά Ακριβής Διακριτοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου Περιγραφή Συστημάτων στο Χώρο Κατάστασης Απόκριση Συστημάτων με Περιγραφή στο Χώρο Κατάστασης Πραγματοποίηση Συστημάτων Διακριτού Χρόνου Προσδιορισμός Περιγραφών Εισόδου-Εξόδου από τις Εξισώσεις Κατάστασης Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία 97 4 Συστήματα Διακριτού Χρόνου στο Πεδίο της Συχνότητας Περιγραφή Σημάτων Διακριτού Χρόνου στο Πεδίο της Συχνότητας Μετασχηματισμός Σημάτων Ιδιότητες του Μετασχηματισμού Αντίστροφος Μετασχηματισμός Ανάπτυξη σε Απλά Κλάσματα Γινόμενο Ρητής Συνάρτησης με Σήμα στη Συχνότητα Περιγραφή και Επίλυση Συστημάτων Διακριτού Χρόνου στο Πεδίο της Συχνότητας Περιγραφή Συστημάτων στο Πεδίο της Συχνότητας Επίλυση Συστημάτων στο Πεδίο της Συχνότητας Επιστροφή στο Πεδίο του Χρόνου Επίδραση της Θέσης των Πόλων στην Απόκριση του Συστήματος Συναρτήσεις Μεταφοράς Βασικών Συνδέσεων Συστημάτων Ευστάθεια Διεργασιών Κριτήριο Ευστάθειας Jury Μεταβατικό Φαινόμενο και Μόνιμη Κατάσταση Ευστάθεια και Διακριτοποίηση Ασκήσεις 139

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία Ελεγκτές Εισαγωγικά Στοιχεία Σύστημα Κλειστού Βρόχου Περιγραφή του Ελεγκτή στο Πεδίο της Συχνότητας Απόκριση Συστήματος Κλειστού Βρόχου Φυσική Υλοποιησιμότητα Ελεγκτή Αιτιατότητα Ελεγκτή Αιτιατότητα Συστήματος Κλειστού Βρόχου Τεχνικοί Περιορισμοί στην Υλοποίηση Ελεγκτών Χαρακτηριστικά Συστήματος Κλειστού Βρόχου Ελεύθερη Απόκριση Συνάρτηση Μεταφοράς Τεχνικοί Περιορισμοί Ευσταθειοποίηση Γιατί Ανατροφοδότηση Ασκήσεις Βιβλιογραφία Τοποθέτηση Πόλων και Ταίριασμα σε Μοντέλο Τοποθέτηση Πόλων Αυθαίρετη Τοποθέτηση Πόλων Αυθαίρετη Τοποθέτηση Πόλων με Ελεγκτή Πεπερασμένης Ακρίβειας Ελεγκτής Μηδενισμού Πεπερασμένου Χρόνου Ταίριασμα σε Μοντέλο Ταίριασμα σε Αυθαίρετο Μοντέλο Ταίριασμα σε Αυθαίρετο Μοντέλο με Ελεγκτή Πεπερασμένης Ακρίβειας Ελεγκτής Ακολούθησης Εντολής Εφαρμογές Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία 206 Ελεγκτές Τριών Ορων Εισαγωγή Ελεγκτής Τριών Ορων Συνεχούς Χρόνου 209

4 8 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΣ Ελεγκτής Τριών Ορων σε Μηχανικό Σύστημα Προσεγγιστική Υλοποίηση του Διαφορικού Ορου Προσεγγιστικός Ελεγκτής Τριών Ορων σε Μηχανικό Σύστημα Εμπειρικοί Κανόνες Προσδιορισμού των Κερδών του Ελεγκτή Τριών Ορων Πρώτη μέθοδος Ziegler-Nichols Δεύτερη μέθοδος Ziegler-Nichols Ψηφιακοί Ελεγκτές Τριών Ορων Διακριτοποίηση Αναλογικού Ορου Διακριτοποίηση Ολοκληρωτικού Ορου Διακριτοποίηση Διαφορικού Ορου Περιγραφή Ψηφιακού Ελεγκτή Τριών Ορων Αυξητικοί αλγόριθμοι Εφαρμογή του Ψηφιακού Ελεγκτή Τριών Ορων στη Διακριτοποίηση του Μηχανικού Συστήματος Κέρδος Μόνιμης Κατάστασης της Βηματικής Απόκρισης του Συστήματος Κλειστού Βρόχου Ελεγκτής Τριών Ορων για Διεργασίες Μεγαλύτερης Τάξης Εφαρμογή Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία Ταυτοποίηση Διεργασιών Μεθοδολογικά Στοιχεία για την Ταυτοποίηση Συστημάτων Προσέγγιση Διεργασιών με Γραμμική Περιγραφή Ταυτοποιητές Μέτρο Σφάλματος Ταυτοποίησης Η Μέθοδος των Ελάχιστων Τετραγώνων Ταυτοποίηση με τη Μέθοδο των Ελάχιστων Τετραγώνων για Μη Γραμμικές Διεργασίες με Γραμμικές Παραμέτρους Ταυτοποίηση Γραμμικών Διεργασιών Αναδρομική Ταυτοποίηση Προσδιορισμός Αναδρομικών Τύπων Ελάχιστων Τετραγώνων 245

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Μείωση Υπολογιστικού Κόστους στην Αναδρομική Ταυτοποίηση Εφαρμογές Ασκήσεις Βιβλιογραφία Προσαρμοστικός Ελεγχος I: Εμμεσος Αυτορυθμιζόμενος Κανονικοποιητής Εισαγωγή Σχεδίαση Εμμεσου Αυτορυθμιζόμενου Κανονικοποιητή Χρονισμός Δράσης του Ελεγκτή Αλγόριθμος Σχεδίασης Εμμεσου Αυτορυθμιζόμενου Κανονικοποιητή Εφαρμογή Ασκήσεις Βιβλιογραφία-Αρθρογραφία Προσαρμοστικός Ελεγχος II: Αμεσος Αυτορυθμιζόμενος Κανονικοποιητής Εισαγωγή Σχεδίαση Αμεσου Αυτορυθμιζόμενου Κανονικοποιητή Επίδραση των Μηδενικών της Διεργασίας στην Απόδοση του Αμεσου Αυτορυθμιζόμενου Κανονικοποιητή Αμεσος Αυτορυθμιζόμενος Κανονικοποιητής για Διεργασίες Ελάχιστης Φάσης Αλλες Μέθοδοι Σχεδίασης Αμεσου Αυτορυθμιζόμενου Κανονικοποιητή Εφαρμογές Ασκήσεις Βιβλιογραφία-Αρθρογραφία Εύρωστος Ελεγχος Εισαγωγή Επίλυση Συστημάτων με Αβέβαιες Παραμέτρους στο Πεδίο της Συχνότητας Εύρωστη Ευστάθεια 329

6 10 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΣ 11.4 Εύρωστη Ευσταθειοποίηση Εφαρμογή Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία Πολυμεταβλητές Διεργασίες Αποσύζευξη Εισόδων-Εξόδων Εισαγωγή στα Πολυμεταβλητά Συστήματα Περιγραφή Πολυμεταβλητών Συστημάτων στο Πεδίο του Χρόνου Περιγραφή Πολυμεταβλητών Συστημάτων στο Πεδίο της Συχνότητας Ευστάθεια Φραγμένης Εισόδου Φραγμένης Εξόδου Πολυμεταβλητών Συστημάτων Ελεγχος Πολυμεταβλητών Συστημάτων Ελεγχος των Εξόδων από τις Εισόδους Συναρτησιακή Ελεγξιμότητα Πολυμεταβλητοί Ελεγκτές στο Πεδίο του Χρόνου Πολυμεταβλητοί Ελεγκτές στο Πεδίο της Συχνότητας Απόκριση Πολυμεταβλητού Συστήματος Κλειστού Βρόχου Αποσύζευξη Εισόδων-Εξόδων Εφαρμογή Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία Αισθητήρες - Ενεργοποιητές Γενικά Χαρακτηριστικά Αισθητήρων Στατικά Χαρακτηριστικά Αισθητήρων Δυναμικά Χαρακτηριστικά Αισθητήρων Κριτήρια Επιλογής Αισθητήρων Αισθητήρες Θερμοκρασίας Διμεταλλικοί Αισθητήρες Αισθητήρες Θερμοκρασίας με Διαστολή Υγρών ή Αερίων Αισθητήρες Θερμοκρασίας με Μεταβολές Αντίστασης Θερμοζεύγη Πυρόμετρα 378

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Αισθητήρες Μετατόπισης Αισθητήρες με Πιεζοαντίσταση Ποτενσιόμετρα Αισθητήρες με Χωρητικότητα Μεταβλητοί Διαφορικοί Μετασχηματιστές Οπτικοί Κωδικοποιητές Αισθητήρες Ταχύτητας Οπτικοί Κωδικοποιητές Ταχογεννήτριες Αισθητήρες Πίεσης Μανόμετρα Ελαστικοί Αισθητήρες Πίεσης Ηλεκτρικοί Αισθητήρες Πίεσης Αισθητήρες Ροής Διαφορικοί Αισθητήρες Ροής Ροόμετρα με Στροβιλομηχανισμό Αισθητήρες Στάθμης Γενικά Χαρακτηριστικά Ενεργοποιητών Υδραυλικοί και Πνευματικοί Ενεργοποιητές Ηλεκτρικοί Ενεργοποιητές Ηλεκτρομηχανικοί Ενεργοποιητές - Κινητήρες Κινητήρες Συνεχούς Ρεύματος Κινητήρες Εναλλασσόμενου Ρεύματος Ασκήσεις Βιβλιογραφία Υλοποίηση Ελεγκτών Εισαγωγή Μετατροπή από Αναλογικό σε Ψηφιακό και από Ψηφιακό σε Αναλογικό Σήμα Κβαντοποίηση Σήματος Μετατροπή από Ψηφιακό σε Αναλογικό Σήμα Μετατροπή από Αναλογικό σε Ψηφιακό Σήμα Υλοποίηση Ελεγκτών με Η-Υ Αρχιτεκτονική Η-Υ Προγραμματισμός Η-Υ Μικροϋπολογιστές - Μικροελεγκτές Εφαρμογή Μέτρηση της γωνιακής ταχύτητας κινητήρα Παραγωγή Εντολής Ελέγχου Κινητήρα 418

8 12 ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΣ Υλοποίηση Ελεγκτή και Προσομοίωση Διεργασίας Ασκήσεις Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία 425 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ Α Ιδιότητες Πινάκων 427 Α.1 Βιβλιογραφία 435 Β Ανάλυση και Πραγματοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου 437 Β.1 Περιγραφές Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου 437 Β. 1.1 Περιγραφές Εισόδου-Εξόδου 437 Β. 1.2 Περιγραφή Συστημάτων στο Χώρο Κατάστασης Β. 1.3 Απόκριση Συστημάτων με Περιγραφή στο Χώρο Κατάστασης 438 Β. 1.4 Πραγματοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου Β. 1.5 Προσδιορισμός Περιγραφών Εισόδου-Εξόδου από τις Εξισώσεις Κατάστασης 440 Β.2 Ευστάθεια Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου 440 Β.3 Βιβλιογραφία - Αρθρογραφία 443 Γ Ιδιότητες Πολυωνύμων και Πολυωνυμικές Εξισώσεις 445 Γ.1 Ορισμοί 445 Γ.2 Συνθήκες Επιλυσιμότητας Πολυωνυμικών Εξισώσεων 446 Γ.3 Γενική Λύση Πολυωνυμικών Εξισώσεων 447 Γ.4 Βιβλιογραφία 450 Δ Συστήματα Αρίθμησης 451 Δ.1 Βασικές Εννοιες για τα Συστήματα Αρίθμησης 451 Δ.2 Μετατροπές μεταξύ συστημάτων αρίθμησης 453 Δ.2.1 Μετατροπή από το δεκαδικό στο δυαδικό σύστημα αρίθμησης 453 Δ.2.2 Μετατροπές μεταξύ του οκταδικού/δεκαεξαδικού και του δυαδικού συστήματος αρίθμησης 456 Δ.3 Παράσταση Ακέραιων Αριθμών στους Η-Υ 457

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 13 Δ.3.1 Παράσταση Πρόσημου-Μέτρου 458 Δ.3.2 Παράσταση Συμπληρώματος ως προς Δ.3.3 Παράσταση Συμπληρώματος ως προς Δ.4 Πράξεις με Δυαδικούς Αριθμούς 460 Δ.4.1 Πράξεις Θετικών Ακέραιων Δυαδικών Αριθμών Δ.4.2 Πράξεις Ακέραιων Αριθμών στην Παράσταση Συμπληρώματος ως προς Δ.5 Βιβλιογραφία 464 Ε Οικογένεια Μικροελεγκτών MCS-96 Intel 465 Ε.1 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας 466 Ε.2 Εντολές 466 Ε.2.1 Τρόποι αναφοράς στη μνήμη 467 Ε.3 Μικροελεγκτής 80C196KC 468 Ε.3.1 Περιφερειακά του μικροελεγκτή 80C196KC 468 Ε.3.2 Ενδεικτικοί Καταχωρητές Ειδικών Λειτουργιών Ε.3.3 Ενδεικτικές Εντολές Μικροελεγκτή 80C196KC Ε.4 Συμβολομεταφραστής 476 Ε.4.1 Οδηγίες προς τον συμβολομεταφραστή 477 Ε.5 Αρχείο δήλωσης των ΚΕΑ του 80C196KC 478 Ε.6 Βιβλιογραφία 479 Ευρετήριο Ορων 481