Počítačová podpora automatického řízení- Informační systém CAAC; Tématický okruh ANALÝZA. Jiří Hubáček

Transkript

1 Počítčová popor utomtického řízeí- Iformčí ytém CAAC; Témtický okruh ANALÝZA Jiří Hubáček Bklářká práce

2 Vložit oficiálí záí iplomové/bklářké práce

3 Děkuji veoucímu vé bklářké práce Ig. Pvlu Nvrátilovi Ph.D. z oboré veeí poěté připomíky ry uíleé při vyprcováí práce. Souhlím tím že výleky mé práce může být ložeo pole uvážeí veoucího bklářké práce řeitele útvu. V přípě publikce buu uvee jko poluutor. Prohlšuji že jem celé bklářké práci prcovl mottě použitou literturu jem citovl. Ve Zlíě..... Jiří Hubáček

4 ABSTRAKT Prvím cílem této bklářké práce bylo vyprcovt literárí rešerši problemtiku týkjící e popory elektroické formy výuky v oblti utomtického řízeí e změřeím přeevším témtický okruh ANALÝZA. Dlším cílem bylo převzetí již exitujícího ávrhu iformčího ytému CAAC plěí vybrých záklích ubmoulů popřípě uprveí již exitujících ubmoulů ubytému ANALÝZA v protřeí WWW tráek. Součátí této práce bylo tké vytvořeí progrmu v MATLABu který by loužil pro lýzu přípě i ytézu regulčího obvou zřzeí tohoto progrmu o iformčího ytému CAAC včetě vytvořeé iformčí www tráky o tomto progrmu. Poleím cílem bylo zprovozit vytvořeé WWW tráky Iteretu. Klíčová lov: ANALÝZA MATLAB CAAC ABSTRACT The firt gol of thi bchelor thei w to work up literture retrievl of problem elig with upport of electroic form of euctio i the re of utomtic cotrol oriete epecilly o the circle ANALYSIS. The ext gol w to tke over lrey exit uggetio of iformtio ytem CAAC w to lo choe bic ubmoule evetully moify lrey exit ubmoule of ubytem ANALYSIS o the WWW pge. The prt of thi pper work w to crete the progrm i MATLAB which woul erve for lyi ythei of cotrol loop ext iertig of thi oe icluig cretig iformtio webpge to thi progrm ito iformtio ytem CAAC. The lt gol w to mke cceible o WWW pge o the Iteret. Keywor: ANALYSIS MATLAB CAAC

5 OBSAH ÚVOD... 7 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU PROBLEMATIKY... 9 TVORBA WWW STRÁNEK..... Nátroje pro tvorbu HTML okumetů..... Kkáové tyly CSS POČÍTAČOVÁ PODPORA VÝUKY PRO OBLAST AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ ZÁKLADNÍ KONCEPCE A STRUKTURA INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC STRUKTURA INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC STROMOVÁ STRUKTURA SUBSYSTÉMU ANALÝZA INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC ANALÝZA REGULAČNÍHO OBVODU REGULAČNÍ OBVOD LAPLACEOVA TRANSFORMACE Přímá Lplceov trformce Zpětá Lplceov trformce Vltoti Lplceovy trformce Použití Lplceovy trformce POPIS STATICKÝCH A DYNAMICKÝCH VLASTNOSTÍ SYSTÉMU Vější popi ytému STABILITA Defiice tbility obecé pomíky tbility Kriteri tbility... SYNTÉZA REGULAČNÍHO OBVODU.... REGULÁTORY S PEVNĚ DANOU STRUKTUROU..... Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler - Nicholov meto) Chie Hroe Rewickov meto (CHR meto) Nliov meto Whiteleyovy trí tvry ALGEBRAICKÉ METODY ŘÍZENÍ Polyomiálí meto - ytém řízeí e zpětovzebím regulátorem (kofigurce DOF) Polyomiálí meto - ytém řízeí e zpětovzebím přímovzebím regulátorem (DOF kofigurce) Aproximce oprvího zpožěí Úloh umítěí pólů KVALITA REGULACE VLASTNÍ NAPLŇOVÁNÍ INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC OSNOVA WWW STRÁNEK Oov WWW tráky ubytému Oov WWW tráky záklího ubmoulu... 5

6 7. STRUKTURY ADRESÁŘŮ A UMÍSTĚNÍ SOUBORŮ V INFORMAČNÍM SYSTÉMU CAAC Záklí truktur reářů umítěí ouborů INFORMAČNÍ SEZNAMY O STAVU ŘEŠENÍ JEDNOTLIVÝCH ČÁSTÍ INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC POPIS INTEGROVANÉHO VÝVOJOVÉHO PROSTŘEDÍ MATLAB PROGRAM TAR-AS SROVNÁNÍ VYBRANÝCH METOD SYNTÉZY Vyhooceí vybrých meto ytézy ZÁVĚR...8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 8 PŘEHLED POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK... 8 SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM PŘÍLOH... 8

7 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 ÚVOD V oučé obě výpočetí techik výzmě zhuje o všech ovětví likého žeí. Je tké ůležitou pomůckou hybou ilou v komplexím vývoji iformčích techologií. Využívá e hlvě tm ke by běžé metoy zprcováváí t byly čově techicky velmi áročé íky tomu i zčě áklé. Jou to zejmé grfické imulce průběhu proceu záklě vložeých iformcí ložité výpočtové operce rozáhlé tbáze t jié operce které by bez pomocí progrmů vržeých pro tyto účely byly e již eřešitelé. Vývoj oftwrového vybveí výpočetí techiky je již e tkové úrovi že ám elouží je jko pomocé átroje le jou chopy my zé úlohy řešit ebo kotrolovt jejich vrhováí provoz řízeí ovlááí. Automtizce řízeí je jee z oborů ke ztávjí zmíěé techologie jeu z klíčových úloh poěvž ze člověk v ěkterých fázích zcel úplě hrzují. Uňují vrhováí outv jejich prmetrů jko je volb typu regulátoru jeho prmetrů truktury regulátoru t. Je ůležitá tké při průběžé lýze imulci moitorováí t. V tomto ovětví e používá velké možtví progrmů které prováějí čioti zmiňové v přechozím otvci př. regulci měřeé outvy imulci regulčího pochou t. Z tohoto velkého možtví progrmů i uveeme jee z ejpoužívějších kterým je MATLAB. Teto progrm obhuje velké možtví átrojů pomocí kterých záklě vložeých t prmetrů prováí umerické či grfické řešeí úloh ietifikci ytému jeho řízeí optimlizci lší. [][4] Tto práce e poroběji zbývá problemtikou týkjící e popory elektroické formy výuky v oblti utomtického řízeí to zejmé v témtickém okruhu ANALÝZA. Dále e zbývá plěím vybrých záklích ubmoulů přípě oplěím již exitujících záklích ubmoulů ubytému Alýz která má již vržeou tromovou trukturu obrázku (Obr. 4.) iformčího ytému CAAC v protřeí WWW tráek jejich zprovozěí Iteretu. Dlší čátí je pk tvorb progrmu v progrmovém protřeí MATLABu pro lýzu přípě i ytézu čleů regulčího obvou ále pk zřzeí tohoto progrmu včetě vytvořeé iformčí WWW tráky o tomto vytvořeém progrmu o ubytému KNIHOVNA HOTOVÝCH PROGRAMŮ iformčího ytému CAAC. Součátí této práce je tké rováí vybrých meto ytézy které byly použity ve výše zmíěém progrmu pro vybrý přeo outvy bez oprvího zpožěí pro vybrý přeo outvy oprvím zpožěím. Poleí čátí této práce je zprovozěí vytvořeých WWW tráek Iteretu. N áleujícím obrázku (Obr..) je zobrze záklí truktur bklářké práce.

8 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 Bklářká práce Zprcováí literárí rešerše problemtiku týkjící e popory elektroické formy výuky v oblti utomtického řízeí to zejmé v oblti ANALÝZA Vytvořeí výpočtového progrmu v MATLABu pro lýzu popřípě i ytézu regulčího obvou Vytvořeí poklů v progrmu MS Wor k záklím ubmoelům v ubytému ANALÝZA iformčího ytému CAAC Ilutrce výpočtového progrmu příkly Převeeí poklů o protřeí WWW tráek Vytvořeí iformčí táky k vypočteému progrmu zřzeí výpočtového progrmu včetě iformčí WWW tráky o ubytému KNIHOVNA HOTOVÝCH PROGRAMŮ iformčího ytému CAAC Zprovozěí vytvořeých WWW tráek iformčího ytému CAAC iteretu Obr.. Schém bklářké práce

9 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 9 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU PROBLEMATIKY Záklím přepoklem e již pomíkou upltěí růzých forem utomtizce výrobích ižeýrkých i říicích proceů je zložit cílevěomě rozšiřovt počítčovou poporu všech těchto čiotí. Tto popor je pomíě plikcí ekvátího ouběžého rozvoje hrwru oftwru le i oveeím této popory o plé uživtelké formy. V eší obě e počítčová popor výuky v jkékoliv oblti jko příkl utomtizce trojíretví tvebictví eergetik bkovictví pojišťovictví t. zhruje po pojem elerig ebo tké E-lerig tz. elektroická výuk. Jeá e o moerí způob výuky poporový moerími iformčími komuikčími techologiemi při ěmž tuující přitupují ke vzělávcím progrmům kurzům ze vých počítčů pomocí iteretových prohlížečů jko je příkl Iteret Explorer ebo Netcpe Nvigtor ebo přímo počítčích z CD ROMů. V oučoti již etčí pouze právou iformci ve právý okmžik zíkt le je třeb též tuto iformci plě pochopit át i ji o ptřičých ouvilotí. To právě íky vým výukovým chopotem přiáší elerig. E-lerig e proto ilě prozuje eje ve vzěláváí tuetů le tké jko protřeek jk efektivě iformovt změtce ebo zákzíky prtery o ůležitých kutečotech. Elektroické formy výuky lze tey využít buď jko oplňku klické formy výuky (kihy kzety t.) ebo jko úplé áhry klické formy výuky příkl u kombiové formy tui.[5] Elektroickou výukou týkjící e oblti teorie utomtického řízeí e již elší obu zbývjí prcoviště ve větě příkl uiverzitě v Mrylu TU v Michigu přípě TU v Tmpere ebo uiverzitě v Liköpigu. V poleích letech e všk tímto ruhem výuky zčly zbývt i prcoviště v Čeké Republice jko příkl VŠB-TU Otrv TU Liberec ČVUT v Prze tké i ší uiverzitě tj. UTB ve Zlíě. N všech těchto prcovištích mjí vytvořeo ěkolik elektroických publikcí to ejeom pro oblt utomtického řízeí. N VŠB-TU Otrv Fkultě trojí Kteře utomtizčí techiky řízeí mjí vytvořeo ěkolik elektroických učebic změřeých tké mimo jié teorii utomtického řízeí kokrétě lýzu regulčích obvoů ytézu regulčích obvoů mtemtické metoy v řízeí. Stráky většiou obhují popi problému ukázkový příkl v ěkterých přípech i jeouché kripty.

10 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Tyto tři elektroické učebice včetě lších týkjící e všk jiých obltí lze lézt iteretové ree N TU Liberec Fkultě mechtroiky Kteře říicí techiky mjí vytvořeo ěkolik WWW tráek jež e zbývjí obltí utomtizce ve kterých je popiová lýz ymických ytémů ytéz regulčích obvoů ietifikce umělá iteligece. Tyto WWW tráky většiou obhují okz ějký oubor (většiou ve formátu *.pf ) který popiuje ějký problém který je možo i zkopírovt vltí ik. Tyto WWW tráky lze lézt iteretové ree N ČVUT v Prze Fkultě elektrotechické Kteře říicí techiky mjí vytvořeo ěkolik WWW tráek zbývjících e lýzou ytémů ytézou regulčího obvou. Tyto WWW tráky většiou obhují tručý popi problému ukázkový příkl lze je lézt iteretové ree N ší uiverzitě UTB ve Zlíě Ititutu iformčích techologií Útvu teorie řízeí je vytvoře moul zbývjící e ptivím řízeím jeorozměrových ikrétích ytémů. Jeá e v pottě o kihovu močiě e tvujících regulátorů vytvořeou pro progrm MATLAB/SIMULINK. N WWW tráce k tomuto moulu jou ve tručoti popáy jeho možoti. Součátí této WWW tráky jou i okzy rchivy (oubory ve formátu *.zip ) které obhují mimo jié i porobější ápověu (oubor v formátu *.pf ) k jeotlivým ouborům vytvořeým pro kokrétí metoy ávrhu ikrétích regulátorů vykytujícím e v kihově močiě e tvujících regulátorů. Iteretová re tohoto moulu je N uiverzitě v Mrylu je vytvořeo okolo vceti meších moulů zbývjících e lýzou ytémů robutím řízeím zejmé pk zprcováím igálů. WWW tráky těchto moulů většiou obhují krátký text popiující ý problém Jv pplet pro lepší pochopeí řešeého problému v ěkterých přípech tké uio. Iteretová re těchto WWW tráek je N techické uiverzitě v Michigu mjí vytvořeo tké ěkolik meších moulů zbývjících e obltí lýzy ytézy. WWW tráky těchto moulů obhují popi řešeého problému ukázkový příkl v ěkterých přípech i Jv pplety loužící k porozuměí řešeého problému. Tyto WWW tráky lze jít iteretové ree

11 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky N techické uiverzitě v Tmpere je vytvoře moul zbývjící e obltí ytézy zejmé pk tvováím PID regulátorů. WWW tráky obhují velmi krátkou teorii k ému řešeému problému ále pk Jv pplety. Tyto WWW tráky lze lézt iteretové ree N uiverzitě v Liköpigu jou vytvořey WWW tráky velkým možtvím zprcové teorie v obltech lýzy ytézy ietifikce. WWW tráky obhují vžy ějký text popiem problému včetě okzu zroj zíkých iformcí. Tyto WWW tráky lze lézt iteretové ree Velkou iformčí hootu mjí tké tráky okzy růzé lší prcoviště zbývjící e utomtizcí jko příkl přípě html?howitem. Prcoviště které jou zmíěé v této práci určitě ejou jeié zbývjící e počítčovou poporou v oblti utomtického řízeí. U á i ve větě zcel jitě exitují lší prcoviště zbývjící e tímto způobem výuky z ichž ěkteré mjí teto problém zprcový lépe jié hůře. [] Důležitým požvkem v eší obě je možot ověřit i poku možo co ejříve zíké poztky. Pro teto účel byly vytvořey imulčí progrmy z ichž jeím z ejvíce používých zejmé vyokých školách je progrm MATLAB/SIMULINK. O jeho velkém využití věčí i ěkolik publikcí vyých k výuce tohoto progrmového ytému př. vojkript vytvořeé FEI STU v Brtilvě ocetem Kozákem ke jou příkzy MATLABu uváěy ve pojitoti ietifikcí. Dlší iformce přípě příkly použití příkzů MATLABu lze jít WWW trákách Iteretu př. což je trák firmy která vytváří teto proukt ále pk což je trák která obhuje kurz změřeý využití MATLABu v utomtizci. Počítčová popor výuky je oučátí E-lerigu která eobhuje zkoušeí zíkých věomotí. Souhrě lze kottovt že elektroický způob výuky pomocí Iteretu je v oučé obě velmi rozšiřová.

12 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky TVORBA WWW STRÁNEK Jeou z ejtrších techologií loužící k vytvářeí webových tráek je HTML (HyperText Mrkup Lguge). De je záklem pro vytvářeí téměř všech webových tráek i kyž exituje celá ř jeho iovcí jko př. XHTML (exteible HyperText Mrkup Lguge) t. HTML okumet je tvoře textem který i přejeme zobrzit je umítě mezi HTML příkzy eboli zčky (tgy) které iformují prohlížeč o tom jkým způobem má text zobrzit. Kžý HTML okumet muí zčít počátečí zčkou <html> muí být ukoče opovíjící zčkou </html>. T iformuje prohlížeč o tom že ý okumet je pá v jzyce HTML. HTML okumet obhuje vě čáti: - záhlví (he) - tělo (boy). Text obžeý mezi zčkmi <he> </he> e ezobrzuje tráce prohlížeče. Tto čát obhuje iformce o okumetu (metiformce) př. jeho titulek. N webové tráce e zobrzí pouze text obžeý mezi zčkmi <boy> </boy>. HTML má tké moho zček tributů které e používjí pro lší úprvy textu. HTML okumety e můžou vytvářet ěkolik způoby: - HTML eitory - progrmy které zjí zprvil všechy kompoety jzyk čto používý ázev je tké WYSIWYG eitor pocházející zkráceím glických lov Wht You See I Wht You Get (MS FrotPge HomeSite Mcromei Dremwever j.). - Kovertory - progrmy loužící k převou jiých typů ouborů (*.oc *.txt) o jzyk HTML (MS Wor t.). - Přímá eitce HTML tráek - tčí jkýkoliv ASCII eitor (Pozámkový blok) zlot jzyk HTML.

13 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Záklí truktur HTML okumetů Kžý vytvářeý okumet v HTML jzyce by měl obhovt áleující trukturu která je povžová z záklí: <html>zčátek okumetu <he>zčátek hlvičky okumetu Obhuje iformce které e tráce ezobrzují le pokytují o í oplňující iformce (jméo utor použitá zková titulek po.) <met me Author cotet J Novák > <met http-euiv cotet-type cotet text/html;chretwiow-5 > <title> Moje trák</title> </he>koec hlvičky okumetu <boy>zčátek vltího těl okumetu Ze je míto pro vltí přemět tvůrce tráky obhující text obrázky tbulky j. </boy>koec vltího těl okumetu </html>ukočeí okumetu HTML.. Nátroje pro tvorbu HTML okumetů Jeá e přímo o progrmy které jou určey k vytvářeí okumetů v jzyce HTML. Čto e zývjí tké WYSIWYG eitory což je zkrtk z glického Wht You See I Wht You Get. Tyto progrmy okáží pomocí vých kihove átrojů polehlivě vytvořit tráky záklě přetv progrmátor o jejich vzhleu. V těchto e již progrmových etvách jou obžey přiružeé progrmy příkl pro právu eitci obrázků v růzých formátech tbulek j. Jko příkl átrojů pro poporu vytvářeí HTML okumetů ze můžeme uvét př. Mcromei Dremwever HomeSite MS FrotPge t. [8] Dlší kupiou pro tvorbu HTML okumetů jou tzv. kovertory. To jou progrmy loužící pro převo jiých typů ouborů (*.txt *.oc) o jzyk HTML (MS Wor j.). Stráky WWW lze všk tké pt v protém textovém eitoru (Pozámkový blok WorP t.) áleě i jej prohléout v prohlížeči HTML okumetů (Microoft Iteret Explorer Netcpe Nvigtor Mozill Oper j.). Tto meto je velmi áročá prcá všk efiice prmetrů tráek je velmi přeá. MS FrotPge Microoft FrotPge je progrm který umožňuje rychlou ou tvorbu právu WWW tráek bez zloti HTML jzyk. Zhruje átroje vizuálího vytvářeí úprv webových tráek právy webů práci imi.

14 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 Progrm zobrzuje všechy oučáti tráky jko je text obrázky tbulky formuláře tejým způobem jkým e zobrzí v prohlížeči. Při tvorbě tráky tk z á FrotPge vytváří potřebý kó HTML. Stčí tey pouze vytvářet tráky přímo v grfickém režimu tk jk bychom chtěli by vypli webu. Progrm z á převee veškeré formátováí o HTML jzyk. Ve trákovém zobrzeí můžeme používt text růzých tylů jzyk HTML formátovt otvce měit brvu velikot textu t. Mezi pokročilejší možoti tvorby tráek ve FrotPge ptří tvorb formulářů tbulek rámů vklááí ovlácích prvků ActiveX pletů Jvy. Teto progrm tké poporuje ovější webové techologie CSS DHTML. Do webové tráky můžeme tké vklát obrázky růzých typů které e převeou o formátu GIF ebo JPEG. [][][7][8].. Kkáové tyly CSS HTML je zčkovcí jzyk ve kterém by e pomocí zček měl vyzčovt výzm jeotlivých čátí textu. V HTML exituje ěkolik tributů elemetů které ovlivňují pouze grfický vzhle. Použitím těchto tributů elemetů je ice možo zíkt grficky trktiví tráku má to všk řu evýho. Text tráky je mohy šptě trukturová protože jeotlivé elemety jou využíváy účelově k ožeí určitých grfických efektů. Druhou velkou evýhoou je velká prcot protože větši z vizuálích tributů muí být tvová opkově u všech elemetů. Obě tyto evýhoy otrňují kkáové tyly - Ccig Style Sheet (CSS). Kkáové tyly umožňují efiovt způob zobrzeí (ruh velikot pím brvu zrováí velikot okrje brvu pouvíků po.) kžého elemetu (exitujícího př.: H přípě ově vytvořeého př.:.vlti_tyl ) tráce. Styl všk eí přímo oučátí textu tráky tk může být zápi tráky přehleější obře trukturový. Nvíc tyly umožňují efiovt jeotý vzhle určitého elemetu v celém okumetu jeím zápiem tz. že eí potřeb jej opkovt u kžého elemetu. Styly je možé efiovt buď přímo v záhlví HTML okumetu ebo v exterím ouboru (oubor ve tvru *.c ) což je ejčtější příp. Výhoou efiice tylů v exterím ouboru je to že teto jee exterí oubor může být využívá více WWW trákmi. Při požvku změu vzhleu WWW tráek tčí pouze uprvit ý tyl v tomto exterím ouboru změy e pk utomticky promítou o všech WWW tráek které využívjí ý exterí oubor. Velkou přeotí kkáových tylů je i popor jiých pltforem. Pomocí kkáových tylů lze totiž efiovt rozílý vzhle př. pro výtup tikáru pro mobilí telefoy t. Využití kkáových tylů při tvorbě HTML okumetů je obobé jko použití tylů v progrmu MS Wor. []

15 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 4 POČÍTAČOVÁ PODPORA VÝUKY PRO OBLAST AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ Nvržeý iformčí ytém CAAC je yoymí termíem CADCS (Computer Aie Deig i Cotrol Sytem) který je více rozšířeý. Některé progrmové blíky CADCS pokytují počítčovou poporu v oblti lýzy ytézy lieárích i elieárích ytémů jié progrmové blíky ze umožňují počítčovou poporu v oblti moelováí ietifikce imulce optimlizce ytémů. Mimo MATLAB/SIMULINKu všk exituje celá ř lších imulčích átrojů jko příkl Moelic ACSL (Avce Cotiuou Simultio Lguge) Ey5 Mple Mthemtic t. Z čeké proukce je možo zmíit příkl imulčí progrm SIPRO který je vyvíje VŠB-TU Otrv Kteře utomtizčí techiky řízeí. Aktuálí iformce týkjící e imulčích progrmů átrojů lze jít v čopiech Simultio New Europe (SNE) přípě iteretových trákách tohoto čopiu jehož re je Z uveeého tručého přehleu je zřejmá h oborých prcovišť přiblížit teorii utomtického řízeí zájemců z techické veřejoti. Součá techologie přeou iformcí tyto hy umožňuje íky é otupoti je k ipozici tkřk kžému. Elektroické vzěláváí utomtického řízeí protřeictvím Iteretu je měr mlý všk velmi ymicky e rozvíjející. [][4]

16 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4. Záklí kocepce truktur iformčího ytému CAAC Teorie utomtického řízeí je čleě o pecilizových temtických okruhů zázorěých íže (Obr. 4.). Záměrem je moulárí řešeí kokrétího ávrhu utomtického řízeí v techologickém proceu.. Metoy umerické mtemtiky. Sigálí lýz. Alýz 4. Sytéz 5. Ietifikce. Simulce 7. Optimlizce 8.Techické protřeky utomtizce 9. Progózováí. Aptiví řízeí. Robutí řízeí. Logické řízeí. Umělá iteligece 4. Zvláští přípy 5. Kihov hotových progrmů Obr. 4. Struktur iformčího ytému CAAC Zprcovávý iformčí ytém CAAC (Computer Aie Automtic Cotrol) přetvuje průběžě tvořeý otevřeý ytém ílčích témtických okruhů tzv. ubytémů pro počítčovou poporu teorie utomtického řízeí který je eutále oplňová uprvová pro ejlepší ázorot měrem ke tuetům. V motém závěru by měl iformčí ytém CAAC být uceleým komplexím átrojem počítčové popory utomtického řízeí. []

17 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 4. Struktur iformčího ytému CAAC Ve všech výše zmiňových ubytémech ytému CAAC (Obr. 5.) je formulová tzv. problémová pecifikce. Kžý ubytém je rozčleě mouly které e ále čleí ubmouly ž o záklích ubmoulů (Obr. 4.). Záklí ubmoul je ejižší úroveň hierrchického upořááí ytému CAAC který řeší kokrétí problém (př. lgebrická kritéri tbility) ého ubytému př. Alýz) obhuje oborý popi ukázkový příkl výpočetí progrm použitou přípě použitou literturu. Výjimku tvoří pouze ubytém Kihov hotových progrmů ke záklí ubmoul obhuje výpočetí progrm pý pro kokrétí ubytém ebo ubytémy ále pk popi tohoto progrmu. [] S U B S Y S T É M Moul Záklí ubmoul Moul Submoul Záklí ubmoul Moul Submoul Záklí ubmoul Moul Submoul Záklí ubmoul příkl: Nelieárí Stbilit Pole Ljpuovovy Alýz ytémy ytémů teorie Obr. 4. Struktur ubytémů iformčího ytému CAAC

18 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 4. Stromová truktur ubytému Alýz iformčího ytému CAAC ANALÝZA Lieárí pojité ytémy Nelieárí ytémy Dikrétí (Impulí) ytémy Lplceov trformce Dymické vltoti čleů regulčích obvoů Vější popi Vitří popi Typy ymických čleů regulčích obvoů Proporcioálí Itegrčí Derivčí Dymické čley emiimálí fází Aproximce oprvího zpožěí Zpojeí čleů v ytémech Bloková chémt Sigálové igrmy Regulčí obvo Stbilit ytémů Pomíky tbility Kritéri Algebrická kritéri Frekvečí kritéri Přímý výpočet kořeů Typy elierit Nyceí S pámem ecitlivoti S hyterezí Reléová Kombiová Řešeí elieárích ytémů Metoy lierizce Grfické metoy Meto tvové roviy protoru Meto ekvivletích přeoů Numerické metoy Stbilit ytémů Pomíky tbility Stvové trjektorie; rovovážé tvy Frekvečí metoy Meto ekvivletích přeoů Pole Ljpuovovy teorie Z-trformce Vzorkováí Tvrováí igálů Dymické vltoti čleů regulčích obvoů Vější popi Vitří popi Zpojeí čleů v ytémech Bloková chémt Sigálové igrmy Regulčí obvo Stbilit ytémů Pomíky tbility Kritéri Algebrická kritéri Frekvečí kritéri Přímý výpočet kořeů Obr. 4. Stromová truktur ubytému Alýz

19 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 9 5 ANALÝZA REGULAČNÍHO OBVODU V této kpitole je tručě zmíě teorie která byl potřebá pro tvorbu přípě úprvu vybrých záklích ubmoulů ubytému Alýz iformčího ytému CAAC. Alýz regulčího obvou je ůležitou oučátí tkových oborů jko je ietifikce imulce ytéz ytémů. Alýzou regulčího obvou e rozumí zjišťovt chováí chrkteritiky tbility ytému při zloti jeho truktury vltotí. Alýzu lze tké vyložit jko rozbor vyšetřového ytému cílem pecifikce jeho pottých vltotí. Při lýze ytém zůtává ezměě. 5. Regulčí obvo Regulčí obvo je chápá jko obecý oubor prvků určitých vltotí mezi imiž exitují vzájemé vzby jko celek má áy vzthy k okolí. Pro zčátek uvžujeme lieárí pojitý jeorozměrý regulčí obvo (Obr. 5.). Obr. 5. Záklí blokové chém regulčího obvou Popi jeotlivých proměých vykytujících e výše uveeém obrázku: w(t) - žáá hoot e(t) - regulčí ochylk u(t) - kčí záh při půobeí poruchy v (t) y(t) - regulová veliči v (t) - poruch při vtupu o outvy v (t) - poruch při výtupu ze outvy G R () - přeo regulátoru G S () - přeo outvy. Lieárí pojitý ytém - ymický ytém který je popá lieárí ifereciálí rovicí všechy igály jou v če pojité.

20 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5. Lplceov trformce Lplceov trformce ptří o kupiy itegrálích trformcí je v teorii utomtického řízeí záklím átrojem k popiu chováí pojitých lieárích ymických ytémů. 5.. Přímá Lplceov trformce Přímá Lplceov trformce ám převáí origiál eboli reálou fukci efiovou v čové oblti jeho obrz eboli komplexí fukci efiovou v oblti komplexí proměé. Přímá Lplceov trformce je efiová vzthem: F () L{ f () t } f ( t) e t t (5.) ke: - f(t) - je origiál eboli reálá fukce efiová v čové oblti pro t ε< ) - F() - je obrzem origiálu eboli komplexí fukcí efiovou v oblti komplexí proměé - αjω - komplexí proměá (αreálá ložk komplexí proměé ωimgiárí ložk komplexí proměé ) - t - je reálá proměá (v šem přípě č) - L - je operátor přímé Lplceovy trformce - j - je imgiárí jeotk. Aby exitovl obrz F() muí fukce f(t) plňovt áleující pomíky:. Muí být ulová pro záporý č.. Muí být lepoň po čátech pojitá.. Muí být fukcí expoeciálího řáu. () t f ( t) pro t f ( t) pro t < f (5.) α t ( t) M e f (5.) ke M>; α (- ); t < )

21 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5.. Zpětá Lplceov trformce Zpětá Lplceov trformce ám převáí obrz eboli komplexí fukci efiovou v oblti komplexí proměé půvoí origiál eboli reálou fukci efiovou v čové oblti. Zpětá (epřímá) Lplceov trformce je efiová pomocí Bromwich Wgerov itegrálu: f t e π j () t L { F( ) } F() (5.4) ke: - f(t) - je origiál eboli reálá fukce efiová v čové oblti pro t ε< ) - F() - je obrzem origiálu eboli komplexí fukcí efiovou v oblti komplexí proměé - αjω - komplexí proměá (αreálá ložk komplexí proměé ωimgiárí ložk komplexí proměé ) - t - je reálá proměá (v šem přípě č) - L - - je operátor zpěté Lplceovy trformce - j - je imgiárí jeotk. Jelikož je všk přímý výpočet ot obtížý určují e origiály fukcí (přechoová impulí) pomocí jiých meto. Origiál fukce F() lze určit pomocí vzthů ovozeých z Cuchyho věty o reiuích ky e itegruje po oblouku kružice poloměrem ρ itegrál zpěté Lplceovy trformce e určí jko oučet reiuí ve všech igulárích boech obrzu F(). Potom pltí: f(t) re i p t [ F().e ] i (5.5) ke: i jou póly přeou F() re [F().e t ] jou reiu pro jeotlivé póly i ) eáobý pól re t t [ F() e ] lim[ ( p ) F() e ] p i i (5.)

22 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky b) - áobý pól re i t i t [ F() e ] lim [( p ) F() e ] ( )! i p i i i (5.7) ke: i je áobot (řá) igulárího bou (pólu) obrzu F(). Při určováí origiálu fukce f(t) z obrzu F() je-li fukce rcioálě lomeá použijeme rozkl (přeou outvy) prciálí zlomky to příkl: - metoou eurčitých oučiitelů - použitím Heviieov rozvoje M() bm F() N() m... b b... < m (5.8) polyom jmeovtele je možo rozept: N() (-p )(-p )(-p ) (5.9) ke p p p jou póly F() Pro é prciálí zlomky potom jeme v operátorovém lovíku opovíjící origiál. 5.. Vltoti Lplceovy trformce. Vět o erivováí origiálu pro. erivci: f L t ( t) F () f () (5.) pro -tou erivci: L ( { ) f () t } F() F i i i f t ( ) i ( ( ) f ( ) f' ( ) f'' ( )... f ) ( ) (5.). Vět o itegrováí origiálu t L f () τ τ F() (5.)

23 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky. Vět o počátečí kocové hootě 4. Vět o lieritě L L f f ( ) lim f ( t) lim F( ) (5.) t ( ) lim f ( t) lim F( ) (5.4) t { f () t f () t } L{ f ( t) } L{ f ( t) } F ( ) F ( ) { b F () b F () } L { b F ( ) } L { b F ( ) } b f () t b f () t 5. Vět o pouutí (zpožěí) origiálu ke. Vět o pouutí (útlumu) obrzu 7. Vět o pooboti (změě měřítk) L { f ( t ) } e F( ) (5.5) (5.) ( t ) prot f < L t { f ( t) } F( ) L f L t F 5..4 Použití Lplceovy trformce F f ( ) ( t) (5.7) (5.8) Mtemtický popi pojitého lieárího ymického ytému je krze ifereciálí rovici. Řešeí této ifereciálí rovice může být velmi ložité zlouhvé. Pro zjeoušeí těchto výpočtů e používá právě zmiňová Lplceov trformce která převáí ifereciálí rovici lgebrickou kterou je již é vyřešit. Pro zíkáí kutečého řešeí ifereciálí rovice použijeme po zíkáí řešeí lgebrické rovice zpětou Lplceovu trformci. []

24 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 Schémticky to vypá áleově: Obr. 5. Použití Lplceovy trformce 5. Popi ttických ymických vltotí ytému Sytémy ělíme pole počtu vtupů výtupů ytémy jeorozměré mohorozměré. Sytém má obecě vtupí veličiy u(t) výtupí veličiy y(t) vitří (tvové) veličiy x(t). Lze ho zázorit chémticky: Obr. 5. Jeorozměrý ytém Jeorozměrý ytém má jeu vtupí jeu výtupí veličiu kežto mohorozměrý má více vtupích výtupích veliči. Pro popi mtemtického moelu ymických vltotí ám louží ěkolik způobů které lze obecě rozělit o vou velkých kupi: ) Vější popi ytému b) Vitří popi ytému 5.. Vější popi ytému Vější popi ytému vyjřuje ymické vltoti ějů mezi vtupem výtupem ytému. Při vějším popiu ytému povžujeme ytém z čerou kříňku e vtupem výtupem. Nevíme co e ěje uvitř emuíme zát trukturu lyzového ytému. Alyzujeme pouze rekci ytému vtupí igály. Jeá e o jeouché ázoré způoby z ichž pro ytém jeou vtupí i výtupí veličiou i uveeme:

25 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 - lieárí ifereciálí rovici ytému - přeo ytému (v Lplceově trformci) - uly póly přeou ytému - přechoovou fukci chrkteritiku - impulí fukci chrkteritiku - frekvečí přeo - mplituově-fázovou frekvečí chrkteritiku v komplexí roviě (Nyuitovu křivku) - frekvečí chrkteritiku v logritmických ouřicích (Boého křivky). Zvláštím přípem vějšího popiu ytému je ttická chrkteritik což je grfická závilot výtupí veličiy vtupí veličiě ytému v utáleém tvu. Utáleý tv ytému je tkový tv ky e výtupí veliči utálí žáé hootě tey po uplyutí přechoového ěje mezi věm tvy. Tz.: v záviloti : Pltí: ( ) lim y( t) lim Y ( ) y (5.9) t ( ) limu( t) lim U ( ) u (5.) t po zlierizováí zíkáme rovici přímky ve tvru: ke: - b ( u) y f (5.) y k - je koeficiet přeou z přepoklu že k u (5.) ( k > - zeíleí k < - zelbeí) - b - jou koeficiety lieárí ifereciálí rovice která popiuje chováí ytému. Lieárí ifereciálí rovice Lieárí ifereciálí rovice ám louží k popiu chováí pojitého ytému. Pro jeorozměrý ytém vypá lieárí ifereciálí rovice kottími koeficiety áleově: ( ) () ( ) () ( ) ( ) ( m ) ( ) ( m t y t... y' t y t b u t b u )... b u () t y m m (5.) ke: - i b i - jou kottí koeficiety - u(t) - je vtupí veliči ytému - y(t) - je výtupí veliči ytému.

26 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Muí ze být plě pomík fyzikálí relizovteloti: - m -lbá relizovtelot - m< -ilá relizovtelot V šem přípě je potčující lbá relizovtelot to zmeá že tupeň ejvyšší erivce vtupí veličiy muí být meší ebo rove tupi ejvyšší erivce výtupí veličiy. Pro řešeí ifereciálí rovice muíme zát průběh vtupí veličiy u(t) její počátečí pomíky u() u () u (m-) () počátečí pomíky y() y () y (-) (). Difereciálí rovici můžeme řešit věm způoby to buď klicky ebo využitím Lplceovy trformce. Přeo ytému Přeo ytému e zíká z ifereciálí rovice je efiová jko poměr Lplceov obrzu výtupí veličiy k Lplceově obrzu vtupí veličiy při ulových počátečích vtupích i výtupích pomíkách jko u lieárí ifereciálí rovice viz. výše. Použitím Lplceovy trformce lieárí ifereciálí rovici plěím počátečích pomíek zíkáme rovici ve tvru: m m [... ] Y () [ b b... b b ] U () Otu lze zíkt přeo ve tvru: m m (5.4) G () Y U m m ( ) bm bm... b b ()... (5.5) I ze jko u lieárí ifereciálí rovice muí být plě pomík fyzikálí relizovteloti eboť e z í vychází. Čittel i jmeovtel lze vyjářit pomocí kořeů: b m m b... ( pi ) (5.) i m ( j ) m m... b b bm (5.7) j ke: - p i - jou kořey jmeovtele přeou pro i zývjí e póly přeou - j - jou kořey čittele přeou pro j m zývjí e uly přeou - i b j - jou kottí koeficiety. Pk výleý přeo můžeme pt pomocí ul pólů ve tvru: ( ) m j m ( j ) b G (5.8) ( i ) i

27 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 Nuly póly přeou ytému V přechozí kpitole jme i řekliže póly jou kořey jmeovtele přeou ytému. Nuly jou kořey čittele přeou. Nuly póly mohou být reálé komplexě ružeé ebo ryze imgiárí. Reálé póly způobují perioicitu přechoového ěje kežto póly komplexě ružeé zpříčiňují perioickou ložku přechoového ěje. Póly v počátku přetvují itegrčí chrkter přechoového ěje ytému. Nuly v počátku určují erivčí chrkter přechoového ěje ytému. Rozhoujícím fktorem pro uly i póly je jejich poloh v komplexí roviě vzhleem k imgiárí oe. Póly uly ležící levo o této oy jou tbilí kežto ty co leží vprvo jou etbilí. Póly či uly ležící imgiárí oe jou tzv. hrici tbility. Čím jou póly ále vlevo o imgiárí oy tím více je přechoový ěj ytému tlumeý. Netbilí póly způobují etbilí přechoový ěj. Bue-li ěkterá ul blíže imgiárí oe ež ottí póly zmeá to že bue převlát v ytému erivčí ložk přeou. Přechoová fukce chrkteritik Přechoová fukce h(t) je oezv vtupí jeotkový (Heviieův) kok při ulových počátečích pomíkách ytému. Přechoová chrkteritik je grfické zázorěí přechoové fukce. Jeotkový (Heviieův) kok e ozčuje jko η(t) je efiová: Grficky: η η ( t) pro t < () t pro t (5.9) Obr. 5.4 Jeotkový (Heviieův) kok Lplceův obrz vtupí veličiy je: L (5.) { u() t } U ( ) L{ η( t) } L{ ( t) }

28 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 Lplceův obrz přechoové fukce je: G L { h() t } H () G() U () (5.) Hoot přechoové fukce v če t je h() poku je plě ilá pomík fyzikálí relizovteloti tey poku je tupeň polyomu čittele lepoň o jee větší ež je tupeň čittele. Hootu přechoové fukce v če t zíkáme použitím věty o kocové hootě: G h( ) lim h( t) lim H ( ) lim limg() (5.) t U ytémů oprvím zpožěím T je přechoová fukce pouut oprv právě o teto č T. Impulí fukce chrkteritik Impulí fukci zčíme i(t). Defiujeme ji jko oezvu vtupí jeotkový (Dircův) impul při ulových počátečích pomíkách ytému. Impulí chrkteritik je grfické zázorěí impulí fukce. Jeotkový (Dircův) impul e ozčuje jko δ(t) je efiová: Grficky: δ ( t) δ () t t pro t ( ) ( ) (5.) Obr. 5.5 Jeotkový (Dircův) impul Jeotkový (Dircův) impul je ielizová fukce která je fyzikálě erelizovtelá. Lplceův obrz vtupí veličiy je: { u( t) } U ( ) L{ δ( t) } L (5.4)

29 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 9 Lplceův obrz impulí fukce je: { i( t) } I( ) G( ) U ( ) G( ) L (5.5) Hootu impulí fukce v če t poku je plě lbá pomík fyzikálí relizovteloti tey poku je tupeň polyomu čittele tejý jko tupeň čittele zíkáme použitím věty o počátečí hootě: ( ) limi( t) lim G( ) i Poku je tupeň čittele rove tupi jmeovtele. i i t ( ) limi( t) lim G( ) b Poku je tupeň čittele o meší ež tupeň t ( ) limi( t) lim G( ) t Hoot impulí fukce v če t e zíká z limity: jmeovtele. Poku je tupeň čittele o víc meší ež tupeň jmeovtele. ( ) limi( t) i (5.) U ytémů oprvím zpožěím T je impulí fukce pouut oprv právě o teto č T. Exituje přepočtový vzth mezi přechoovou impulí fukcí. Pltí že impulí fukci zíkáme erivcí přechoové fukce opk itegrcí impulí fukce zíkáme přechoovou fukci. Frekvečí přeo Frekvečí přeo ozčujeme G(jω) je efiová jko poměr výtupího igálu ku vtupímu hrmoickému igálu po oezěí přechoového ěje eboli v tkzvém utáleém tvu. Po pojmem vtupí hrmoický igál u(t) i přetvujeme igál ve tvru: u t ( t) u i( ωt) (5.7) ke: - u - je mplitu vtupího igálu - ω - je úhlová frekvece vtupího igálu. Po utáleí eboli oezěí přechoového ěje vzikou výtupu ytému hrmoické kmity y(t) ve tvru: ( t) y i( ωt ϕ) y (5.8) ke: - y - je mplitu výtupího igálu která je jiá ež mplitu vtupího igálu - ω - je úhlová frekvece výtupího igálu která je rov úhlové frekveci vtupího igálu

30 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky - φ - je fázový pouv mezi vtupím výtupím igálem. Po úprvách pomocí Eulerov vzthu lze vyjářit vtupí výtupí veličiu v komplexí roviě áleově: Potom výleý frekvečí přeo bue: ke: - y u G ( jω) u y y u j( ωt ) ( t) u e j( ωtϕ ) () t y e ( t) () t y u e ( ωt ϕ ) j e ( ωt ) j y u - je poměr mplitu vtupího výtupího igálu je zývá moulem e jϕ (5.9) (5.4) - φ - je fázové pouutí mezi vtupím výtupím igálem je zýváo rgumetem. Jeouše tčí v přeou ytému hrit komplexí proměou hrit jiou proměou to ice jω tím vzike frekvečí přeo: G ( jω) G( ) m m ( jω) bm ( jω)... b jω b ( jω) ( jω)... jω bm jω (5.4) Amplituo-fázová frekvečí chrkteritik Amplituo-fázová chrkteritik je grfické zázorěí hoot frekvečího přeou v komplexí roviě. Abychom mohli tuto chrkteritiku grficky zázorit je třeb frekvečí přeo uprvit o ložkového ebo expoeciálího tvru. Složkový tvr: Expoeciálí tvr: ( jω) P( ω) jq( ω) ReG( jω) j ImG( jω) G (5.4) G jϕ ( ω) ( jω) A( ω) e ke: - A(ω) - je mplitu eboli moul frekvečího přeou (5.4) ( ) mo G( jω) G( jω) P ( ω) Q ( ω) A ω (5.44) - φ(ω) - je fáze eboli rgumet frekvečího přeou. ( ) ( ω) Q ω ϕ ( ω ) rg G( jω) rctg (5.45) P

31 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Amplituo-fázová chrkteritik zázorňuje frekvečí přeo v rozhu pro ω ε< ). Říká e jí tké Nyuitov křivk. Její zobrzeí je zřejmé z áleujícího obrázku: Obr. 5. Nyuitov křivk Frekvečí chrkteritiky v logritmických ouřicích Je to opět grfické zázorěí frekvečího přeou to ice v logritmických ouřicích. Exitují v ruhy těchto frekvečích chrkteritik: ) Logritmická mplituová chrkteritik b) Logritmická fázová chrkteritik Vychází e z frekvečího přeou: který lze zlogritmovt tvr: G jϕ ( ω) ( jω) A( ω) e (5.4) ( jω) l A( ω) j ( ω) l G( jω) j rg G( jω) l G ϕ (5.47) Ve kutečoti e všk epoužívá přirozeý le ekický logritmu. N ou x e u obou výše zmiňových chrkteritik vyáší log ω. N ou y e u logritmické mplituové vyáší mplitu v ecibelech: [ ] G( jω) log G( jω) A B (5.48) u logritmické fázové chrkteritiky e ou y vyáší fázový pouv φ ve tupích: B ( ω ) rg G( jω) ϕ (5.49) Těmto logritmickým chrkteritikám e tké čto říká Boeho křivky. Důvoem k jejich zveeí bylo zjeoušeí výpočtů ložeých ytémů eboť při ériovém zpojeí ky ochází k áobeí jeotlivých čleů ám u logritmických chrkteritik tčí ečít chrkteritiky jeotlivých čleů:

32 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky G jϕ ( ω) jϕ ( ω) ( jω) G ( jω) G ( jω) G ( jω) e G ( jω) e l G ( jω) l G ( jω) l G ( jω) (5.5) ϕ ( ω) rg G( jω) ϕ ( ω) ϕ ( ω) Přeo ytému je vltě poíl polyomů které můžeme pt v oučiovém tvru jeotlivých kořeových čiitelů ke uly póly jou zpáy pomocí čových kott. Čová kott je převráceá hoot kořeu. Tkže poku bueme chtít etrojit mplituovou chrkteritiku přeou který má více tkovýchto čových kott převeeme i je úhlové frekvece ω pro které pltí: ω (5.5) T Zíkáme tím úhlové frekvece ve kterých ochází k lomu ymptot. Poku e čová kott chází ve výleé mplituě přeou v čitteli má ymptot klo B/ek poku ve jmeovteli tk -B/ek. Tey při klááí výleé chrkteritiky potupujeme o ejižší frekvece které přiříme pro ou čovou kottu ymptotu požovým kloem ž o lší frekvece ke k přechozí přičteme klo lší ymptoty. Pro etrojeí výleé logritmické fázové chrkteritiky je uté zjitit fázové pouvy jeotlivých kořeových čiitelů etrojit jeotlivé fázové chrkteritiky. Výleou logritmickou fázovou chrkteritiku zíkáme oučtem ílčích fázových chrkteritik. [] 5.4 Stbilit 5.4. Defiice tbility obecé pomíky tbility Regulčí obvo je tbilí jetliže po vychýleí regulčího obvou z rovovážého tvu oezěí vějších il které tuto ochylku způobily e regulčí obvo v průběhu ču t zovu vrátí o půvoího rovovážého tvu tz. tbilit je vltot regulčího obvou etrvt v okolí rovovážého tvu ebo e o ěj vrátit po oezěí vějších půobících il. Rozhoující pro poouzeí tbility regulčího obvou je lieárí ifereciálí rovice: (- ) (m) (t) y (t)... y'(t) y(t) b u (t)... b u(t) (5.5) () y - m ke - i b j - jou kottí koeficiety - u(t) - je vtupí veliči - y(t) - je výtupí veliči ytému. Pro tbilitu ytému je ůležitou čátí této lieárí ifereciálí rovice levá tr jejíž řešeím oteme tzv. chrkteritickou rovici:... (5.5)

33 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Otu pk zíkáme kořey i které mohou být reálé - určující perioické ložky řešeí ebo komplexě ružeé - určující řešeí ložky perioické. Nutou potčující pomíkou pro tbilitu lieárího regulčího obvou je by všechy kořey chrkteritické rovice obvou měly záporou reálou čát tz. by ležely v levé poloroviě komplexí roviy: Im tbilí polorovi etbilí polorovi Re mez tbility Obr. 5.7 Rozěleí komplexí roviy tbilí etbilí pro kořey chrkteritické rovice Závěry které lze vyvoit z uveeého tvru chrkteritické rovice ) Nutou všk epotčující pomíkou je by všechy koeficiety chrkteritické rovice měly tejé zméko přičemž žáý emí být rove ule. ) Je-li chrkteritická rovice ruhého tupě všechy tři koeficiety mjí ouhlé zméko je regulčí obvo vžy tbilí bez ohleu hootu koeficietů. ) Je-li chrkteritická rovice třetího vyššího tupě všechy koeficiety jou růzé o uly e ouhlým zmékem pk tbilit regulčího obvou závií velikoti jeotlivých koeficietů je uté ji řešit pomocí ěkterého z kriterií tbility Kriteri tbility Pomocí kriterií tbility lieárích pojitých ytémů můžeme určit tbilitu regulčího obvou bez utoti výpočtu jeho pólů rep. chrkteritických číel. Algebrická kriteri Algebrická kriteri vycházejí z chrkteritického polyomu regulčího obvou který je rove jmeovteli přeou řízeí ebo přeou poruchové veličiy má tvr: f ( )... (5.54)

34 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 Algebrická kriteri lze použít při vyšetřováí tbility obvoů oprvím zpožěím. Při použití lgebrických kriterií bychom všk měli zát: - z čeho kriterium vychází - lgoritmu výpočtu - prvilo pro rozhoutí. Routh - Shurovo kriterium tbility Vychází z chrkteritického polyomu uzvřeého regulčího obvou: ( )... f (5.55) muí být všk plěy pomíky:... >. Potup při použití kriteri: - koeficiety chrkteritického polyomu píšeme vele ebe to o ejvyšší o ejižší mociy - tuto poloupot koeficietů rozělíme čát uou lichou (př. tk že kžý uý koeficiet potrheme) - kžý uý koeficiet áobíme poílem prvích vou koeficietů píšeme po přecházející řu pouutou o jee koeficiet vlevo - tuto ovou řu koeficietů oečteme o přecházející - jou-li všechy v ové poloupoti klé opkujeme potup čímž e zkrátí o jee čle - jkmile e při ěkteré reukci objeví ěkterý koeficiet záporý kočíme výpočet eboť lze učiit závěr že chrkteritická rovice má etbilí koře opějeme-li potupou reukcí ž k řě tří klých koeficietů můžeme učiit závěr že chrkteritická rovice má všechy kořey ve tbilí oblti Obr. 5.8 Potup výpočtu při použití Routh-Schurov kriteri

35 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 Hurwitzovo kriterium tbility Vycházíme z chrkteritického polyomu přičemž muí být plěy pomíky:... >. Pk je uto z koeficietů chrkteritické rovice etrojit Hurwitzův etermit -tého tupě ve tvru: 4 5 H (5.5) Hurwitzov mtice je tejého řáu jko tupeň chrkteritického polyomu. Z Hurwitzovy mtice pk hlví rohové ubetermity jou: 4 5 H H ; H ; H ; H (5.57) Pole Hurwitzov kritéri je regulčí obvo tbilí právě tehy kyž hlví rohové ubetermity jou klé. Je-li ěkterý z Hurwitzových etermitů rove ule pk regulčí obvo je etbilí. Poku H - regulčí obvo je kmitvé mezi tbility tz. chrkteritická rovice má vojici ryze imgiárích kořeů. Je-li koeficiet chrkteritické rovice všechy rohové ubetermity jou klé regulčí obvo je ekmitvé mezi tbility tz. chrkteritická rovice má ulový koře. [] Pozámk: Díky eutálému rozvoji výpočetí techiky popůrého oftwre který je k ému účelu vyvíje lze vyšetřovt tbilitu ytému tké přímým výpočtem kořeů. Řešeí tkového problému by všk bez využití výpočetí techiky bylo áročé zlouhvé.

36 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky SYNTÉZA REGULAČNÍHO OBVODU V této kpitole je tručě zmíě teorie která byl využit ve vytvořeém progrmu pro ávrh prmetrů regulátoru. Sytézou regulčího obvou e rozumí toveí truktury prmetrů regulčího obvou by byly plěy požvky které kleme regulčí pocho. Při ávrhu regulčího obvou vycházíme z provozích pomíek které jou pro fukci regulčího obvou požováy. Npř.: - požvky rozměry hmotot zřízeí (zvláště u mobilích zejmé létjících objektů po.) - požvky prcoví protřeí (vlhkot greivit evýbušot) - požvky režim provozu (louhoobý krátkoobý epřetržitý itervlový) - požvky typizci ohleem jeouchot úržby celého zřízeí - požvky vltoti přítrojové zákly. Pro ávrh regulčího obvou ejou ztím vyprcováy žáé exktí metoy všk je ze zprcová celá ř obře využitelých meto.. Regulátory pevě ou trukturou Regulátory pevě ou trukturou mjí přeem zámý tvr popý rovicí ebo přeoem př. P PI PD PID regulátor. Úkolem ávrhu je výběr vhoého typu regulátoru tveí jeho prmetrů. N áleujícím obrázku je zobrzeo chém uzvřeého regulčího obvou ke G R () - přeo regulátoru G S () - přeo outvy W() - žáá hoot V() - poruch vtupu N() - poruch výtupu. V() N() W() E() U U() Y() G R () () G S () Obr.. Schém regulčího obvou Přeo regulátoru G R () bue uvžová v áleujícím tvru: G R r ( ) k P TD rep. G R ( ) r r TI (.)

37 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7.. Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler - Nicholov meto) ) Nměřit přechoovou chrkteritiku regulové outvy (perioického typu). b) Oečít obu průthu T u obu áběhu T fiálí hootu K. c) Vypočítt prmetr γ; pltí γ T / T u. ) Ze zíkých prmetrů vypočítt z tbulky prmetry regulátoru. y(t) K T u T t Obr.. Určeí prmetrů K T u T z přechoové chrkteritik regulové outvy Tb.. Ntveí prmetrů PID regulátoru ze zíkých hoot z přechoové chrkteritiky P k P T I T D γ K - - PI 9γ 5 T u - K PD γ - 5T u K PID 5γ T u 5 T u K.. Chie Hroe Rewickov meto (CHR meto) Pro tveí prmetrů regulátoru je uto určit áleující prmetry to prmetr L T. Prmetr T je čová kott která lze určit věm způoby. Prví možot určeí T je tková že e teto prmetr určí jko č ky přechoová chrkteritiky regulové outvy oáhe hooty K (vzáleot AB - viz. áleující obrázek) přičemž K je zeíleí regulové outvy. Druhou možotí zíkáí prmetru T vychází z určeí oby áběhu T pk pltí T T (vzáleot AC - viz. áleující obrázek).

38 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 y(t) K K L t A B C Obr.. Určeí prmetrů L T z přechoové chrkteritiky regulové outvy Tb.. Prmetry regulátoru pro CHR metou Překmit % % P PI PID k P T I T D k P T I T D 7 5 T T 95 T 5 L 4T 47L.. Nliov meto Je á chrkteritická rovice uzvřeého regulčího obvou: Poku pro koeficiety chrkteritické rovice pltí erovoti potom mximálí přeregulováí i α i i (.) pro i (-) (.) Δ y [%] (překmit) závií hootě α (Tb..) mx Tb.. Závilot Δ ymx α le Nli α Δ y mx [%] 8 5

39 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 9..4 Whiteleyovy trí tvry Meto vychází z určitých vzorových typů přeoových fukcí uzvřeého regulčího obvou o kterých víme že uávjí vyhovující regulčí pocho pole ich uprvuje eřízeím prmetrů regulátorů hooty koeficietů přeoové fukce v kokrétím přípě tk by e koeficiety této kokrétí fukce fukce vzorové vzájem rovly. Tkové vzorové přeoové fukce zveřejil Whiteley zvl je trími tvry přeoové fukce která je poměrem obrzu veličiy výtupí vtupí kokové fukce (říicí veličiy ebo poruchy). Strí tvry zručují že při oržeí přeepých koeficietů chrkteritické rovice (chrkteritického mohočleu) pro ý typ přeou regulčího obvou e epřekročí á hoot mximálího přeregulováí přípě i obu utáleí ebo jié chrkteritické veličiy regulčího pochou. Obr..4- Regulčí pocho opovíjící trímu tvru Přepoklááme přeo řízeí ve tvru G w/ y b ( ) (.4) pro který jeme přeepé koeficiety i trího tvru pro ý tupeň Obecě má přeo ( ) w/ y G w / y ( ) b G. Proto je uto jej přetrformovt tk by. Potup je tkový že ejprve poělíme čittele i jmeovtele koeficietem potom použijeme ubtituci: (.5) (.)

40 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 oteme přeo ve tvru: G w / y ( ) b / α β α α (.7) Koeficietům α i přiříme tbelové hooty i přílušého trího tvru z tbulky (Tb..4) pro ý tupeň tj. i α. Tím zíkáme vzthy ze kterých pk vypočítáme vyšetřové hooty tvitelých prmetrů regulátoru které jou zhruty v koeficietech α i. Tbelové čy tb τ t tb r e přepočítjí kutečé le vzthů: i τ τ tb t r tb t r (.8) Obobým způobem byly vyprcováy tbulky koeficietů trího tvru pro přeoové fukce typu G w/ y b b ( ) (.9) jou uveey v tbulce (Tb..5) pro tvr přeoové fukce typu G w/ y ( ) b b b (.) jou uveey v tbulce(tb..). Tb..4 Strí tvry přeoové fukce typu (.4) Stupeň koeficiety 5 4 chrkteritické hooty regulového pochou tb tb Δy mx % τ [ ] t [ ] [ ] > r

41 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 Stupeň Tb..5 Strí tvry přeoové fukce typu (.9) koeficiety 5 4 chrkteritické hooty regulového pochou tb tb τ [ ] t [ ] Δy mx [%] r Stupeň Tb.. Strí tvry přeoové fukce typu (.) koeficiety 5 4 chrkteritické hooty regulového pochou tb tb τ [ ] t [ ] Δy mx [%] r Shrutí: Metoy ze popé vychází buď ze zloti přechoové chrkteritiky regulové outvy ebo ze zloti přeou regulové outvy. V přípě že by zý přeo eopovíl tvru přeou požového zvoleou metoou ytézy bylo by uto ejprve zý přeo uprvit požový tvr. Exituje ěkolik způobů jk zíkt prmetry požového tvru přeou př. využít grfickou metou vycházející z ietifikce přechoové chrkteritiky regulové outvy (Obr..) příp. použít ějkou umerickou metou ietifikce. Některé přeoy regulové outvy mohou obhovt i oprví zpožěí. Poku chceme použít metoy ytézy která umožňují pouze tveí regulátoru pro regulové outvy bez oprvího zpožěí je možé je použít to buď využitím Smithov preiktoru ebo proximcí oprvího zpožěí.

42 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4. Algebrické metoy řízeí N rozíl o tričích meto ytézy ke většiou volíme ejprve typ regulátoru (P PI PD PID) áleě záklě vybrého kritéri počítáme prmetry regulátoru plikce lgebrických meto umožňuje zíkt eje trukturu vhoého regulátoru le i jeho prmetry. Struktur regulátoru závií požvcích kleých ytém řízeí... Polyomiálí meto - ytém řízeí e zpětovzebím regulátorem (kofigurce DOF) V lší čáti e bue uvžovt DOF (Oe-Degree-Of-Freeom) kofigurcí ytému řízeí tey kofigurcí e zpětovzebím regulátorem (Obr..5) ke Q() je přeo regulátoru G S () je přeo outvy w je žáá hoot v je poruch vtupu je poruch výtupu. v w e u u y Q () G S () Obr..5 DOF kofigurce ytému řízeí Přeo outvy (řízeého objektu): b( ) G S ( ) (.) ( ) ke () b() jou eouělé polyomy u ichž je uvžováo že eg b eg tz. že přeo (.) je ryzí. Referečí igál poruchy buou uvžováy ze tříy etermiitických fukcí jejichž obrz můžeme obecě popt ve tvru poílu vou polyomů. Obrzy referečího igálu poruch jou pk ve tvru: hw ( ) w( ) (.) f ( ) w hv ( ) v( ) (.) f ( ) v h ( ) ( ) (.4) f ( )

43 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 Přeo regulátoru: ( ) Q ( ) (.5) p( ) ke () p() jou eouělé polyomy. Stbilizující zpětovzebí regulátor Q() je á řešeím ioftické rovice: Pro polyom čittele regulátoru p() pltí: p b (.) p ( ) f ( ) ~ p( ) (.7) ke polyom f() je ělitelý oučtě všemi jmeovteli přeoů w() v() () (ebo všemi polyomy f W f v f ). Dioftická rovice (.) pk může být zpá v tomto tvru: f ~ p b (.8) Výleý přeo regulátoru Q() lze pk zpt ve tvru: Q ( ) f ~ p (.9) Polyom f() určujeme tk by byl ělitelý f w f v f tz. hleáme ejmeší polečý áobek těchto tří polyomů příkl: f W f V f f f W f V f f f W f V f ω f ( ω ) f W f V f f obvo epůobí žáá poruch Určeí tupňů jeotlivých polyomů eg eg eg f (.) eg ~ p eg (.) eg eg eg f (.) Prmetry regulátoru Q() jehož truktur je á vzthy (.) - (.) e pk vypočítjí metoou eurčitých koeficietů z polyomiálí ioftické rovice (.8). Koeficiety polyomu () který vytupuje prvé trě rovice e určí rozložeím kořeů polyomu () rep. pólů přeoů.

44 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 44 Pozámk: V přípě že outv obhuje i oprví zpožěí je uto ejprve toto zpožěí proximovt. Exituje ěkolik možotí jk to provét příkl využitím Peho proximce Tylorovy proximce čittele ebo jmeovtele... Polyomiálí meto - ytém řízeí e zpětovzebím přímovzebím regulátorem (DOF kofigurce) V lší čáti e bue uvžovt DOF (Two-Degree-Of-Freeom) kofigurcí ytému řízeí tey kofigurcí ve které regulátor obhuje zpětovzebí i přímovzebí čát (Obr..) ke Q - zpětovzebí čát regulátoru R - přímovzebí čát regulátoru G S - přeo outvy w - žáá hoot v - poruch vtupu - poruch výtupu. w R() v Q() u u G S () y Obr.. DOF kofigurce ytému řízeí Přeo outvy (řízeého objektu): b( ) G S ( ) (.) ( ) ke () b() jou eouělé polyomy u ichž je uvžováo že eg b eg tz. že přeo (.) je ryzí. Referečí igál poruchy buou uvžováy ze tříy etermiitických fukcí jejichž obrz můžeme obecě popt ve tvru poílu vou polyomů. Obrzy referečího igálu poruch jou pk ve tvru: hw ( ) w( ) (.4) f ( ) w hv ( ) v( ) (.5) f ( ) v h ( ) ( ) (.) f ( )

45 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 45 Přeo zpětovzebí přímovzebí čáti regulátoru: ( ) Q ( ) (.7) p( ) r( ) R ( ) (.8) p( ) ke () p() r() p() jou eouělé polyomy. Stbilitu ytému řízeí zjišťuje zpětovzebí regulátor Q() ý řešeím ioftické rovice(.9): p b (.9) Vtupující poruchy buou kompezováy jetliže pro polyom p() bue pltit: p ( ) f ( ) ~ p ( ) (.) ke polyom f () je ělitelý pouze jmeovteli přeoů v() () (ebo polyomy f v f ). Aymptotické leováí referečího igálu je pk zjištěo jetliže pltí: br t (.) ke polyom f () je ělitelý pouze jmeovtelem přeou w() (ebo polyomem f w ) t() je ezámý polyom který ice o přeou regulátoru evtupuje je všk utý pro výpočet. Zpětovzebí přímovzebí čát regulátoru je á řešeím vojice ioffických rovic: f f ~ p b (.) t f br (.) Výleý přeo zpětovzebí přímovzebí čáti regulátoru je á vzthy: Q ( ) f ~ (.4) p r R ( ) f ~ (.5) p Většiou pltí že poku jou referečí igál poruchy rozílé jmeovtel přeou w() eí obže ve jmeovtelích v() () vee použití DOF kofigurce k jeoušším regulátorům ve zpětovzebí přímovzebí čáti regulátoru ež u pouze zpětovzebího regulátoru v DOF kofigurci.

46 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 Příkl určeí polyomů f f : f W f V f f f f W f V f f f f W f V f ω f ( ω ) f f W f V f f f obvo epůobí žáá poruch Určeí tupňů jeotlivých polyomů eg eg eg f (.) eg ~ p eg K (.7) eg eg eg f K (.8) eg r eg f (.9) eg t eg eg f eg eg f eg f K (.4) K eg f eg f eg (.4) Pomík (.4) e používá pouze tehy kyž je její prvá tr větší ež ul. Prmetry zpětovzebí přímovzebí čáti regulátoru jehož truktur je á vzthy (.) - (.4) e vypočítjí metoou eurčitých koeficietů z polyomiálích ioftických rovic (.) (.). Koeficiety polyomu () který vytupuje prvé trě rovic e určí rozložeím kořeů polyomu () rep. pólů přeoů. Pozámk: V přípě že outv obhuje i oprví zpožěí je uto ejprve toto zpožěí proximovt. Exituje ěkolik možotí jk to provét příkl využitím Peho proximce Tylorovy proximce čittele ebo jmeovtele... Aproximce oprvího zpožěí Exituje ěkolik způobů proximce oprvího zpožěí ze jou uveey tři způoby proximce oprvího zpožěí Peho proximce Tto proximce je vyjáře poměrem vou fukcí: e L P ( ) Q ( ) (.4)

47 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 47 ke zčí: L P ( ) L Q( ) ( ) ( ) L! ( ) ( ) ( ) L! ( )! ( ) Volbou lze ovlivit přeot proximce př.:!!! L L (.4) - pro lze upokojivě použít pro úhlový kmitočet: ω L - pro 4 lze upokojivě použít pro úhlový kmitočet: ω L Nejčtěji je používá Peho proximce ve zjeoušeém tvru ( ): L e T L (.44) Tylorov proximce čittele Tto proximce je vyjáře ve tvru: L ( ) e ( L ) ( L) (.45)! Pro pltí: e L L (.4) Tylorov proximce jmeovtele Tto proximce je vyjáře ve tvru: e L e L ( L )! ( L) (.47) Pro pltí: e L L (.48)

48 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 48 Pozámk: Přeot proximce lze ovlivit volbou hooty přičemž pltí že čím vyšší je tím je proximce přeější le ruhou tru rote tupeň čittele rep. jmeovtele výleého proximového přeou. Hoot by e proto měl volit ohleem velikot oprvího zpožěí. Pro proximci mešího oprvího zpožěí je možo použít hooty...4 Úloh umítěí pólů Úloh umítěí pólů (pole plcemet problem) je jeou z moerích meto utomtického řízeí. Používá e k výpočtu koeficietů přeou regulátoru jk pro DOF tk i pro DOF kofigurci ytému řízeí. Úkolem této metoy je umítit kořey polyomu (póly) tkovým způobem by vziklý regulátor co ejvíce vyhovovl é outvě. Exituje ěkolik způobů volby kořeů polyomu (). Jee z jeoušších způobů je rozept polyom () ouči kořeových čiitelů: eg ( ) ( ) (.49) ke j je tbilí póly přeou (Re( j ) < ). Při výpočtech e všk míto j uvžuje koeficiet m v tomto zápiu: j eg eg ( ) ( m) eg j (.5) Srováím levé prvé try rovice e pk zíkjí jeotlivé koeficiety polyomu ().. Kvlit regulce Aby bylo možo rovt mezi ebou jeotlivé metoy ytézy je třeb použít ějkou metou určující kvlitu regulce. Jeou z možých meto je meto kvrtické plochy. Tto meto určuje kvlitu regulce z kvrtické regulčí plochy ležící mezi přechoovou chrkteritikou regulčího obvou vtupím igálem ve tvru žáé hooty. Názorě je to zobrzeo áleujícím obrázku (Obr..7) ke y (t) přetvuje perioický průběh y (t) perioický průběh přičemž t r zčí obu regulce.

49 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 49 y y (t) y ( ) w(t) v v t G S () y Obr..7 Regulčí pochoy kmitvé (y ) perioické (y ) vyvolé změou žáé hooty w ebo vzikem poruchy v Výpočet kvrtické regulčí plochy (J K ) je provee pole vzthu: [ y( t) y( ) ] t [ y( t) w( t) ] t [ y( t) w( t) ] J t (.5) K y (t) J K t r G R () t Výhoou tohoto kritéri je že e á využít eje pro perioické průběhy le i pro perioické průběhy ke je íky mociě ruhého řáu zbráěo přípému zkreleí při výpočtu regulčí plochy. Cílem úpěšoti eřizováí regulátoru je by uveeý itegrál (regulčí ploch) byl miimálí tj. J K mi. Pozámk: K vyhooceí kvlity regulce lze použít kromě kritéri kvrtické plochy zčeé jko ISE i jiých itegrálích kritérií zčeých ITAE ITE ITSE ISTE IAE IE. t r w w t ITAE ITE ITSE ISTE IAE IE t e( t) t te( t) t te ( t) t t e ( t) t e( t) t e( t) t (.5)

50 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 7 VLASTNÍ NAPLŇOVÁNÍ INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC Tto čát bklářké práce je věová vltímu vytvářeí WWW tráek pro iformčí ytém CAAC. Jou ze uveey iformce o: - způobu čleěí jeotlivých ubytémů iformčího ytému CAAC o jeotlivých moulů ubmoulů ž po záklí ubmouly - tylizci tráek záklě kkáových tylů CSS (Ccig tyle heet) které jeouchým způobem umožňují efiovt vzhle jeotlivých čátí okumetu jko př. piy popiy obrázky text t - átrojích tvorby HTML okumetů. [] [7] [8] 7. Oov WWW tráek Iformčí ytém CAAC e kláá z velkého možtví záklích ubmoulů proto bylo ůležité i uvěomit rozh celého iformčího ytému CAAC by e ly velmi rychlým bezpečým způobem oplňovt ové záklí ubmouly popřípě uprvovt távjící. Při tvorbě iformčí ytému CAAC v protřeí WWW tráek byly proto ěj kley áleující požvky: - hierrchické upořááí ituitiví ázvy jeotlivých reářů ouborů - jeozčá truktur jeotlivých WWW tráek iformčího ytému CAAC - bezpečot při ktulizci při oplňováí jeotlivých čátí ytému - rychlé vyhleáí ouborů pro jejich ktulizci. Výše uveeé požvky byly plěy rozčleěím problémů které vzikly plěím těchto požvků o tří hlvích čátí. Proto byly vytvořey truktury reářů vržeo umítěí ouborů v iformčím ytému CAAC ále pk byly vytvořey oovy WWW tráek pro jeotlivé čáti iformčího ytému CAAC koec byly vytvořey iformčí ezmy o ktuálím tvu řešeí jeotlivých čátí iformčího ytému CAAC. 7.. Oov WWW tráky ubytému Strukturováí WWW tráky je á pole íže popých boů: - Název ubytému - Název moulu - Název ubmoulu : - Záklí ubmoul - Sezm oboré litertury - Autor prcoviště tum zápiu WWW tráky

51 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Oov WWW tráky záklího ubmoulu Oov WWW tráky záklího ubmoulu je á pole íže popých boů: - Název problému - Popi řešeého problému - Ukázkový příkl - Výpočetí progrm - ázev řešeého problému (progrmu) - popi fukce progrmu - požvky HW SW - ávo puštěí ovlááí - utor prcoviště tum poleí moifikce - Použitá přípě oporučeá litertur - Autor prcoviště tum zápiu WWW tráky 7. Struktury reářů umítěí ouborů v iformčím ytému CAAC Pro právé bezpečé uprveí ebo hrzeí ěkterého ouboru iformčího ytému CAAC je uto by bylo oržeo určité umítěí ázvy reářů ouborů. Proto byly vytvořey typy truktur reářů vržeo umítěí ouborů v jeotlivých reářích. Tyto typy pokrývjí celou problemtiku týkjící e truktur reářů umítěí ouborů v iformčím ytému CAAC WWW trákách. Jeotlivé typy zbývjící e reáři oubory jou uveey včetě příklů v áleující čáti.

52 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Záklí truktur reářů umítěí ouborů Tto kpitol e zbývá záklí trukturou obhem reářů v iformčím ytému CAAC. Záklí truktur reářů umítěí ouborů je porobě uveeo íže. Areář vybrého jzyk Areáře ubytémů - oubory reáře týkjící e ého ubytému Areář ubytému Kihov hotových progrmů - progrmy vytvořeé pro ý ubytém přípě pro ubytémy iformčího ytému CAAC Areář obrázků obrázek.gif obrázky úvoích tráek iformčího ytému CAAC ázvů ubytémů čto e vykytující obrázky Areář kkáových tylů tyl.c oubory e tyly využívé v iformčím ytému CAAC oubor.htm - oubory obhující ěleí ubytému ž ejižší úroveň iformčího ytému CAAC ottí oubory oubor.htm - pouštěcí oubor 7. Iformčí ezmy o tvu řešeí jeotlivých čátí iformčího ytému CAAC Pro zíkáí přehleějších iformcí o tvu řešeí jeotlivých čátí obhuje iformčí ytém CAAC vě záklí truktury ezmů. Pomocí těchto ezmů je zší zjišťovt iformce o kutečých tvech řešeí ých problémů záklě těchto zíkých iformcí pk prováět záhy o iformčího ytému CAAC. Sezm. typu Prví typ ezmu obhuje iformce o záklích ubmoulech ého ubytému obhuje: - ázev záklího ubmoulu (záklí ubmoul) - ázev HTML ouboru (HTML oubor)

53 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 - tupeň plěí (plěo) - tum zápiu tráky utor tráky. Poku ý záklí ubmoul obhuje i okz kriptový progrm pk ezm obhuje víc tyto lší boy: - ázev HTML ouboru e kriptovým progrmem (HTML oubor (ifo progrm)) - tum zápiu tráky utor progrmu utor tráky. Tb. 7. Příkl ezmu typu záklí ubmoul HTML oubor plěo tum utor tráky Spojitá verze Ziegler Nicholovi metoy kritického zeíleí regulátoru _ziegler.htm 5.9. Nvrátil Pvel HTML oubor (ifoprogrm) tum utor progrmu utor tráky _ziegler_pj.htm 5.9. Michel Hyž Nvrátil Pvel Sezm. typu Druhý typ ezmu obhuje iformce o ubytému Kihov hotových progrmů eboť u tohoto ubytému eí potřeb tolik iformcí obhuje: - ázev ubytému kterým e zbývá ý progrm (ubytém) - ázev řešeého problému (řešeý problém) - ázev iformčího HTML ouboru (ifo HTML oubor) - tum zápiu tráky utor tráky - ázev vytvořeého progrmu (progrm) - tum zápiu progrmu o iformčího ytému utor progrmu. Tb. 7. Příkl ezmu typu ubytém řešeý problém ifo HTML oubor tum utor tráky Alýz-Sytéz Alýz ytéz jeorozměrového regulčího obvou y_p.htm.9. Nvrátil Pvel Aptiví řízeí Aptiví mohorozměrové řízei pomocí elt moelů ptiv_p.htm 8.. Nvrátil Pvel progrm tum utor progrmu y_p.zip.. Nvrátil Pvel ptiv_p.zip.. Nvrátil Petr

54 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 54 8 POPIS INTEGROVANÉHO VÝVOJOVÉHO PROSTŘEDÍ MATLAB MATLAB je velmi výkoý jzyk pro techické výpočty. Itegruje výpočty vizulizce progrmováí o jeouše použitelého protřeí. Mezi hlví oblti použití ptří: - moelováí imulce I - ižeýrké výpočty grfik - tvorb grfického uživtelkého rozhrí - lýz t jejich vizulizce - t. MATLAB obhuje celou řu růzě ložitých fukcí které jou oučátí jár (zbuové fukce). Skupiy tkovýchto fukcí které e hoí k řešeí určitého okruhu problémů e zývjí Toolboxy. Exituje celá ř Toolboxů Cotrol Toolbox Sytem Ietifictio Toolbox Symbolic Mth Toolbox t. Příkzy e o MATLABu závjí o ok Comm Wiow (Obr. 8.) z >> ukočují e Eterem. Poku chceme pát více příkzů jee řáek muíme je oělit čárkou či třeíkem. Šipkou horu kláveici e poouváme v hitorii příkzů. Nápově je v MATLABu velmi proprcová. Lze ji putit tikutím tlčítk F kláveici ebo páím příkzu help o příkzového řáku. Ze jou velmi přehleým způobem zprcová jeotlivá témt ápověy. Poku by byl potřeb zíkt ápověu ke kokrétímu příkzu zá e o příkzového řáku příkz help příkz. Po záí e o Comm Wiow vypíše tručá ápově k zému příkzu. Pro porobější ápověu louží příkz oc.

55 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 55 Obr. 8. Hlví oko progrmu MATLAB Smottou tvbu MATLABu tvoří SIMULINK. Te řeší outvy elieárích ifereciálích rovic grfickým záváím řešeé outvy. Umožňuje grficky leovt průběhy veliči v libovolém mítě zpojeí. Používá e př. pro imulci ymického chováí ytému. Můžeme ho putit třemi způoby: ikoou SIMULINK pelu átrojů pře Luch P páím SIMULINK v příkzovém řáku. Bloky obhují všechy potřebé oučáti (Obr. 8.) k vytvořeí imulčího chémtu: - Cotiuou pojité fukce - Dicotiuitie epojitoti elierity - Mth mtemtické fukce - Port & Subytem vtupy výtupy poytémy - Sigl Routig lučovče rozbočovče - Source vtupy - Simulik Extr peciálí bloky.

56 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 Obr. 8. Kihov SIMULINKu Pro vytvořeí imulčího chémtu je třeb otevřít v hlvím meu File-New- Moel poté vybré bloky přeášet o ového ok. Po etveí obvou putíme imulci tlčítkem Strt Simultio.

57 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 57 9 PROGRAM TAR-AS Progrm TAR-AS (TEORIE AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ ANALÝZA SYNTÉZA) louží jko pokl pro kotrolu prví přípě ruhé emiárí práce v přemětu TEORIE AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ I (ále je TAŘI). TAR-AS umožňuje: - zt přeo outvy polyomy čittele i jmeovtele ž eátého řáu - ze zého přeou outvy určit o jký typ outvy e jeá - zjitit je-li outv fyzikálě relizovtelá poku tomu tk eí upozorí tuto kutečot uživtele eovolí mu pokrčovt v lších opercích oku tto kutečot trvá - určit póly uly outvy - zjitit z-li je ytém tbilí či etbilí - počítt přechoovou fukci vykrelit přechoovou chrkteritiku - počítt impulí fukci vykrelit impulí chrkteritiku - počítt frekvečí přeo v komplexím v expoeciálím tvru - počítt mplituu fázi frekvečího přeou - vykrelit mplituo-fázovou frekvečí chrkteritiku (Nyuitovu křivku) - vykrelit logritmickou mplituovou logritmickou fázovou chrkteritiku (Boeho křivky) - zjitit je-li ytém pozorovtelý říitelý. TAR-AS ále okáže vrhout vhoý regulátor pro řízeí zé outvy která všk muí být v jeom z požových tvrů které jou uveey v ápověě k tomuto progrmu. Pro ávrh regulátoru využívá těchto meto: - Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler-Nicholov meto) - Chie Hroe Rewickovy metoy (CHR meto) - Nliovy metoy - Whiteleyových trích tvrů - polyomiálí metoy - ytém řízeí e zpětovzebím regulátorem (DOF kofigurce) - polyomiálí metoy - ytém řízeí e zpětovzebím přímovzebím regulátorem (DOF kofigurce). TAR-AS umožňuje víc uživteli zt vltí prmetry libovolého regulátoru.

58 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Srováí vybrých meto ytézy V této kpitole jou rováy vybré záklí metoy ytézy regulčího obvou které byly použity ve vytvořeém progrmu TAR-AS pro ý přeo outvy oprvím zpožěím pro vybrý přeo outvy bez oprvího zpožěí. Pro rováí vybrých meto ytézy byly vybráy áleující přeoy: - č. G S () - č. GS () e 4 V lších obrázcích buou ozčováy: - w(t) - žáá veliči - u(t) - kčí veliči - y(t) - výtupí veliči - t - č Záí : Pro vybrý přeo outvy ve tvru (ále je č.): G S () vrhěte pojitý regulátor pomocí: ) Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler-Nicholov meto) b) Chie Hroe Rewickovy metoy (CHR meto) c) Nliovy metoy ) Whiteleyových trích tvrů e) polyomiálí metoy - ytém řízeí e zpětovzebím regulátorem (DOF kofigurce) f) polyomiálí metoy - ytém řízeí e zpětovzebím přímovzebím regulátorem (DOF kofigurce). Řešeí: ) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí. Ziegler-Nicholovy metoy Alýzou přechoové chrkteritiky přeou regulové outvy č. byly zjištěy áleující prmetry: T u 77 T K T γ 589 Tu 77 Byl zvole PI regulátor.

59 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 59 Z tbulky (Tb..) byly vypočítáy prmetry regulátoru: k P γ K T I 5 T u Výleý přeo regulátoru pk je: G R () k P TI G R () Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 85. w(t)u(t)y(t) t[] -5 Obr. 9.. Ziegler-Nicholov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor b) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí Chie Hroe Rewickovy metoy (CHR meto) Alýzou přechoové chrkteritiky přeou regulové outvy č. byly zjištěy áleující prmetry: 5 L 77 T Byl zvole PI regulátor. Požový překmit byl zvole %.

60 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Z tbulky (Tb..) byly počítáy prmetry regulátoru: k T P I T 9 7 Výleý přeo regulátoru pk je: G R () k P TI 78 5 G R () Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 8. w(t)u(t)y(t) t[] Obr. 9. CHR meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor c) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí Nliovy metoy Pro přeo regulové outvy č. byl zvole PI regulátor. Je uvžová přeo regulátoru ve tvru: () r G R r Potom přeo řízeí je ve tvru: G w y () GR G () GS () () G () R S ( )

61 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Z tohoto přeoů e zíká chrkteritická rovice ve tvru: ( ) Pro koeficiety této rovice pltí: i α i i i pro i... Volb překmitu 5% α (Tb..) i: ( ) i: ( ) 77 Volb: Volb: Výleý přeo regulátoru pk je: 5 G R () Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 45. w(t)u(t)y(t) t[] Obr. 9. Nliov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor ) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí Whiteleyových trích tvrů Pro přeo regulové outvy č. je uvžová přeo PI regulátoru ve tvru: r G R () r

62 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Potom přeo řízeí je ve tvru: () () () () () ( ) G G G G G S R S R y w Poělím všechy koeficiety přeou řízeí hootou : () G y w Proveu ubtituci: Potom: ( ) ( ) ( ) ( ) G y w Obecě: ( ) α α α α β β G y w Z tbulky (Tb..5)určím koeficiety β β β α α α α : α α α α Výleý přeo regulátoru pk je: () G R 9 98 Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 794.

63 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky t[] w(t)u(t)y(t) Obr. 9.4 Whiteleyovy trí tvy pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor e) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí polyomiálí metoy - DOF kofigurce Přeo outvy je ve tvru: () () () b G S w ; v W()/ ; V()N() f w ; f v ; f NSN(f) 4 f eg eg eg eg eg f eg eg eg 4 ~ ~ ~ p p p () () () () ) ( f Q () () () ()() ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) b f

64 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 4 4 : : : : : A ~ ~ p p X B m m m m m ) ( Volb: m B A X () ( ) () () ) ( f Q Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K t[] w(t)u(t)y(t) Obr. 9.5 Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m

65 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 5 f) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí polyomiálí metoy - DOF kofigurce Přeo outvy je ve tvru: () () () b G S w ; v W()/ ; V()N() f w ; f v ; f f f K f eg eg eg K eg eg f eg eg eg K eg f eg f eg K K f eg f eg eg eg t f eg eg r t t t t r r () () () ) ( f ) Q( ( ) () () ) ( r f r ) R( () () () ()() ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) b f () () ( )() ( ) r t t t r t t t r b f t : : : : r t t t : : : :

66 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky A ~ ~ p p X B C ( ) m m m m Volb: m 4 47 B A X ( ) () () 4 47 f ) ( Q B C Y ( ) () () 4 5 f r ) ( R Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K t[] w(t)u(t)y(t) Obr. 9. Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m

67 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 Záí : Pro vybrý přeo outvy ve tvru (ále je č.): () e GS 4 vrhěte pojitý regulátor pomocí: ) Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler-Nicholov meto) b) Chie Hroe Rewickovy metoy (CHR meto) c) Nliovy metoy ) Whiteleyových trích tvrů e) polyomiálí metoy - ytém řízeí e zpětovzebím regulátorem (DOF kofigurce) f) polyomiálí metoy.- ytém řízeí e zpětovzebím přímovzebím regulátorem (DOF kofigurce). Řešeí: ) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí. Ziegler-Nicholovy metoy Alýzou přechoové chrkteritiky přeou regulové outvy č. byly zjištěy áleující prmetry: T u 95 T 48 K γ T T u Byl zvole PI regulátor. Z tbulky (Tb..) byly vypočítáy prmetry regulátoru: k P γ K T I 5 T u Výleý přeo regulátoru pk je: G R () k P TI 48 7 G R () Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 4.

68 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 w(t)u(t)y(t) t[] Obr Ziegler-Nicholov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor b) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí Chie Hroe Rewickovy metoy (CHR meto) Alýzou přechoové chrkteritiky přeou regulové outvy č. byly zjištěy áleující prmetry: 89 L 95 T 48 Byl zvole PI regulátor. Požový překmit byl zvole %. Z tbulky (Tb..) byly počítáy prmetry regulátoru: k T P I T Výleý přeo regulátoru pk je: G R () k P TI G R () Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 794.

69 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky t[] w(t)u(t)y(t) Obr. 9.8 CHR meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor c) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí Nliovy metoy Pro přeo regulové outvy č. je ejprve uté provét proximci oprvího zpožěí. Tylorovou proximcí jmeovtele oprvího zpožěí pole (.48) vzike: () () G e G S S Byl zvole PI regulátor. Je uvžová přeo regulátoru ve tvru: () r r G R Potom přeo řízeí je ve tvru: () () () () () ( ) G G G G G S R S R y w Z tohoto přeoů e zíká chrkteritická rovice ve tvru: ( ) 8

70 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 Pro koeficiety této rovice pltí: i α i i i pro i... Volb překmitu 5% α (Tb..) i: ( ) i: ( ) 8 5 Volb: 5 7 Volb: Výleý přeo regulátoru pk je: 5 G R () Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K 99. w(t)u(t)y(t) t[] Obr. 9.9 Nliov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor ) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí Whiteleyových trích tvrů Pro přeo regulové outvy č. je ejprve uté provét proximci oprvího zpožěí. Tylorovou proximcí jmeovtele oprvího zpožěí pole (.48) vzike: G G S S () () e

71 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 Byl zvole PI regulátor. Je uvžová přeo regulátoru ve tvru: () r r G R Potom přeo řízeí je ve tvru: () () () () () ( ) G G G G G S R S R y w Poělím všechy koeficiety přeou řízeí hootou : () 4 G y w Proveu ubtituci: 4 Potom: ( ) G y w Obecě: ( ) α α α α β β G y w Z tbulky (Tb..5)určím koeficiety β β β α α α α : α α α α

72 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 Výleý přeo regulátoru pk je: () G R Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K t[] w(t)u(t)y(t) Obr. 9. Whiteleyovy trí tvy pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor e) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí polyomiálí metoy DOF kofigurce Pro přeo regulové outvy č. je ejprve uté provét proximci oprvího zpožěí. Tylorovou proximcí jmeovtele oprvího zpožěí pole (.48) vzike: () () () () b G e G S S w ; v W()/ ; V()N() f w ; f v ; f NSN(f) 4 f eg eg eg eg eg f eg eg eg 4 ~ ~ ~ p p p () () () () ) ( f Q

73 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 () () () ()() ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) b f : : : : : 8 8 A ~ ~ p p X B m m m m m ) ( m B A X () ( ) () () ) ( f Q Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K.

74 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky t[] w(t)u(t)y(t) Obr. 9. Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m4 f) Nvrhěte pojitý regulátor pomocí polyomiálí metoy - DOF kofigurce Pro přeo regulové outvy č. je ejprve uté provét proximci oprvího zpožěí. Tylorovou proximcí jmeovtele oprvího zpožěí pole (.48) vzike: () () () () b G e G S S w ; v W()/ ; V()N() f w ; f v ; f f f K f eg eg eg K eg eg f eg eg eg K eg f eg f eg K K f eg f eg eg eg t f eg eg r t t t t r r () () () ) ( f ) Q( ( ) () () ) ( r f r ) R(

75 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 75 () () () ()() ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) b f () () ( )() ( ) r t t t r t t t r b f t 8 8 : : : : r t t t : : : : 8 8 A ~ ~ p p X B C ( ) m m m m m B A X ( ) () () f ) Q( 48 B C Y ( ) () () 5 5 f r ) R( Velikot kvrtické regulčí plochy je: J K.

76 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 7 w(t)u(t)y(t) t[] Obr. 9. Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m4

77 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky Vyhooceí vybrých meto ytézy Srováí vybrých meto ytézy pole průběhu regulčího pochou Z průběhů regulčích pochoů jem opěl k těmto závěrům: Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler-Nicholov meto) - tuto metou lze použít k tveí regulátoru jk pro regulové outvy bez oprvího zpožěí tk i pro regulové outvy oprvím zpožěím - průběh přechoového ěje řízeí je chrkteritický poměrě velkým počátečím překmitem - pro výpočet prmetrů regulátoru eí třeb zát přeo regulové outvy le je t z měřeé přechoové chrkteritiky regulové outvy z ichž e určí potřebé prmetry T u T K jejichž záklě e pk z tbulky vypočítjí požové prmetry ého typu regulátoru. Chie Hroe Rewickov meto (CHR meto) - tuto metou lze použít k tveí regulátoru jk pro regulové outvy bez oprvího zpožěí tk i pro regulové outvy oprvím zpožěím - prmetry regulátoru byly pro ob vybré přeoy regulových outv č. č. vržey pro ulový překmit le u obou přechoových ějů řízeí ošlo k mlému překmitu což může být u obou regulových outv způobeo epřeým oečteím prmetrů L T. - pro výpočet prmetrů regulátoru eí třeb zát přeo regulové outvy le je t z měřeé přechoové chrkteritiky regulové outvy z ichž e určí potřebé prmetry L T jejichž záklě e pk z tbulky vypočítjí požové prmetry ého typu regulátoru. Nliov meto - tuto metou lze použít k tveí regulátoru jk pro regulové outvy bez oprvího zpožěí tk i pro regulové outvy oprvím zpožěímu ichž je ejprve uto toto oprví zpožěí proximovt - prmetry regulátoru byly pro ob vybré přeoy regulových outv č. č. vržey pro 5% mximálí překmit le u přechoového ěje řízeí pro přeo regulové outvy č. byl teto překmit ve kutečoti i %. u přechoového ěje řízeí pro přeo regulové outvy č. byl tto pomík plě - pro výpočet prmetrů regulátoru je potřeb zát přeo regulové outvy z ěhož e vypočítjí požové prmetry ého typu regulátoru.

78 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 78 Whiteleyovy trí tvy - tuto metou lze použít k tveí regulátoru jk pro regulové outvy bez oprvího zpožěí tk i pro regulové outvy oprvím zpožěímu ichž je ejprve uto toto oprví zpožěí proximovt - ob regulčí pochoy regulátory eřízeými pole této metoy pro vybré přeoy regulových outv č. č. e velmi pomlu utlovly žáé hootě - u imulce řízeí regulové outvy č. regulátorem vržeým touto metoou ošlo k překmitu žáé veličiy le u regulové outvy č. k tomuto překmitu eošlo - pro výpočet prmetrů regulátoru je potřeb zát přeo regulové outvy z ěhož e vypočítjí požové prmetry ého typu regulátoru. Polyomiálí meto - DOF kofigurce - tuto metou lze použít k tveí regulátoru jk pro regulové outvy bez oprvího zpožěí tk i pro regulové outvy oprvím zpožěímu ichž je ejprve uto toto oprví zpožěí proximovt - výhoou této metoy je to že plikcí této metoy je možé zíkt eje prmetry regulátoru le i trukturu regulátoru pro ou regulovou outvu požové pomíky které jou kleé řízeí - meší evýhoou této metoy je to že e zvyšujícím e řáem regulové outvy je ložitější i truktur regulátoru tey rote celkový objem výpočtů - u imulce řízeí regulové outvy č. regulátorem vržeým touto metoou ošlo k překmitu žáé veličiy le u regulové outvy č. k tomuto překmitu eošlo - při výpočtu prmetrů regulátoru je třeb zt kořey polyomu () což je prvá tr iofttické rovice přičemž kořey tohoto polyomu mjí vliv chováí přechoového ěje řízeí. Polyomiálí meto - DOF kofigurce - tuto metou lze použít k tveí regulátoru jk pro regulové outvy bez oprvího zpožěí tk i pro regulové outvy oprvím zpožěímu ichž je ejprve uto toto oprví zpožěí proximovt - výhoou této metoy je to že plikcí této metoy je možé zíkt eje prmetry regulátoru le i trukturu regulátoru pro ou regulovou outvu požové pomíky které jou kleé řízeí - meší evýhoou této metoy je to že e zvyšujícím e řáem regulové outvy je ložitější i truktur regulátoru tey rote celkový objem výpočtů - ob regulčí pochoy regulátory eřízeými pole této metoy pro vybré přeoy regulových outv č. č. byly velmi rychlé bez překmitu žáé hooty

79 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 79 - při výpočtu prmetrů regulátoru je třeb zt kořey polyomu () což je prvá tr obou iofttických rovic přičemž kořey tohoto polyomu mjí vliv chováí přechoového ěje řízeí. Srováí vybrých meto ytézy pole kvlity regulce Ke rováí vybrých meto ytézy byl použit meto kvrtické plochy (J K ) která je poroběji popá v kpitole.. Čím meší je výleá hoot kvrtické regulčí plochy (J K ) tím lepší je kvlit regulce le e vžy je kvlit regulce brá jko hlví pekt pro výleý ytém. Něky je ůležitější příkl co ejkrtší ob regulce ebo co ejmeší přeregulováí. Toto jou všk protichůé požvky proto je optimálí eřízeí regulátoru kompromiem mezi imi. Tb. 9. Kvlit regulce pro regulčí obvo Meto ytézy Kvrtická regulčí ploch J K G S () () G S e Ntveí z přechoové chrkteritiky (. Ziegler-Nicholov meto). - Chie Hroe Rewickov meto (CHR meto). - Nliov meto 4. - Whiteleyovy trí tvy 5. - polyomiálí meto - DOF kofigurce. - polyomiálí meto DOF kofigurce. Pole tbulky (Tb. 9.) je z hleik kvrtické regulčí plochy pro vybrý přeo outvy č. vhoý regulátor vržeý polyomiálí metoou - DOF kofigurce pro vybrý přeo outvy č. je vhoý regulátor vržeý polyomiálí metoou - DOF kofigurce.

80 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 ZÁVĚR Tto práce e zbývl problemtikou týkjící e popory elektroické formy výuky v oblti utomtického řízeí to zejmé v oblti ANALÝZA. Jko oučát této práce byly vytvořey tké uprvey již exitující vybré záklí ubmouly v ubytému ANALÝZA iformčího ytému CAAC v protřeí WWW tráek. Tyto tráky e cházejí Iteretové ree Dále byl vytvoře výpočtový progrm TAR-AS v progrmovém protřeí MATLAB pro lýzu i ytézu regulčího obvou. Součátí tohoto progrmu je vytvořeá ápově která obhuje i ukázkový příkl ěmž jou emotrováy možoti progrmu. K tomuto progrmu byl vytvoře iformčí WWW trák která byl polečě vytvořeým progrmem zřze o ubytému KNIHOVNA HOTOVÝCH PROGRAMŮ iformčího ytému CAAC. V této práci byl popá teorie potřebá při tvorbě úprvě WWW tráek při tvorbě progrmu TAR-AS v progrmovém protřeí MATLAB. N koci moté práce je proveeo rováí vybrých meto ytézy pro vybrý přeo outvy bez oprvího zpožěí i pro vybrý přeo outvy oprvím zpožěím využitím vytvořeého progrmu TAR-AS Tyto metoy byly rováy pole kvrtické regulčí plochy pole průběhu regulčího pochou. Pro vybrý přeo outvy bez oprvího zpožěí e jevil jko vhoý regulátor vržeý polyomiálí metoou - DOF kofigurce pro m to jk po tráce regulčího pochou tk i po tráce kvlity regulce. Pro vybrý přeo outvy oprvím zpožěím e jevil jko vhoý regulátor vržeý polyomiálí metoou - DOF kofigurce pro m4 to jk po tráce regulčího pochou tk i po tráce kvlity regulce.

81 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [] Blátě J. Automtické řízeí.. přeprc. vy. Prh: BEN techická litertur Prh 4. [] Koek J. Téměř vše o WWW [olie]. C999 5//7 [cit. --8]. Dotupý z WWW: < [] Nvrátil P. Iformčí ytém CAAC Počítčová popor utomtického řízeí Diertčí práce UTB FT ve Zlíě 4. [4] Nguye T.C.P. Počítčová popor utomtického řízeí CAAC Diertčí práce VUT FSI v Brě. [5] Koti.r.o. E lerig Propgčí mteriál firmy Koti.r.o.. Dotupé z WWW: < [] Koek J. HTML tvorb okolých WWW tráek Gr Prh 998. [7] Schurm M. E. Pri J.W. Dymické HTML v kci Computer Pre. [8] Plechč V. Frot Pge tvorb okolých WWW tráek Gr Prh.

82 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 PŘEHLED POUŽITÝCH SYMBOLŮ A ZKRATEK v (t) v (t) u(t) y(t) w(t) e(t) G R () G S () f(t) F() t L L - j re M() N() m p p i j b b m x(t) G() Y() U() η(t) h(t) H() T poruchová veliči vtupu o outvy poruchová veliči výtupu ze outvy kčí veliči výtupí veliči ytému říící (žáá) veliči regulčí ochylk přeo regulátoru přeo outvy reálá fukce Lplceův obrz reálé fukce f(t) komplexí proměá reálá proměá (č) operátor přímé Lplceovy trformce operátor zpěté Lplceovy trformce imgiárí jeotk reiuum čittel přeou jmeovtel přeou tupeň čittele přeou tupeň jmeovtele přeou kořey jmeovtele přeou (póly) kořey čittele přeou (uly) koeficiety čittele přeou koeficiety jmeovtele přeou tvová (vitří) veliči obecý přeo Lplceův obrz výtupí veličiy ytému Lplceův obrz kčí veličiy jeotkový (Heviieův) kok přechoová fukce Lplceův obrz přechoové fukce oprví zpožěí

83 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 δ(t) i(t) I() G(jω) u y ω ϕ(ω) P(ω) Q(ω) mo rg A(ω) A[B] T K T u T k p T I T D r r r - DOF DOF J K jeotkový (Dirrcův) impul impulí fukce Lplceův obrz impulí fukce obecý frekvečí přeo mplitu vtupího igálu mplitu výtupího igálu úhlová frekvece fázový pouv reálá ložk frekvečího přeou imgiárí ložk frekvečího přeou moul rgumet mplitu mplitu v ecibelech čová kott zeíleí outvy ob průthu ob áběhu prmetry regulátoru prmetry regulátoru jee tupeň voloti v tupě voloti kvrtická regulčí ploch

84 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 84 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr.. Schém bklářké práce...8 Obr. 4. Struktur iformčího ytému CAAC... Obr. 4. Struktur ubytémů iformčího ytému CAAC...7 Obr. 4. Stromová truktur ubytému Alýz...8 Obr. 5. Záklí blokové chém regulčího obvou...9 Obr. 5. Použití Lplceovy trformce...4 Obr. 5. Jeorozměrý ytém...4 Obr. 5.4 Jeotkový (Heviieův) kok...7 Obr. 5.5 Jeotkový (Dircův) impul...8 Obr. 5. Nyuitov křivk... Obr. 5.7 Rozěleí komplexí roviy tbilí etbilí pro kořey chrkteritické rovice... Obr. 5.8 Potup výpočtu při použití Routh-Schurov kriteri...4 Obr.. Schém regulčího obvou... Obr.. Určeí prmetrů K T u T z přechoové chrkteritik regulové outvy..7 Obr.. Určeí prmetrů L T z přechoové chrkteritiky regulové outvy...8 Obr..4- Regulčí pocho opovíjící trímu tvru...9 Obr..5 DOF kofigurce ytému řízeí...4 Obr.. DOF kofigurce ytému řízeí...44 Obr..7 Regulčí pochoy kmitvé (y ) perioické (y ) vyvolé změou žáé hooty w ebo vzikem poruchy v...49 Obr. 8. Hlví oko progrmu MATLAB...55 Obr. 8. Kihov SIMULINKu...5 Obr. 9.. Ziegler-Nicholov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor...59 Obr. 9. CHR meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor... Obr. 9. Nliov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor Obr. 9.4 Whiteleyovy trí tvy pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor... Obr. 9.5 Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m...4 Obr. 9. Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m... Obr Ziegler-Nicholov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor...8 Obr. 9.8 CHR meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor...9 Obr. 9.9 Nliov meto pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor 7 Obr. 9. Whiteleyovy trí tvy pro vybrý přeo regulové outvy č. pro PI regulátor...7 Obr. 9. Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m Obr. 9. Polyomiálí meto - DOF kofigurce pro vybrý přeo regulové outvy č. pro m4...7

85 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 85 SEZNAM TABULEK Tb.. Ntveí prmetrů PID regulátoru ze zíkých hoot z přechoové chrkteritiky...7 Tb.. Prmetry regulátoru pro CHR metou...8 Tb.. Závilot Δ ymx α le Nli...8 Tb..4 Strí tvry přeoové fukce typu (.4)...4 Tb..5 Strí tvry přeoové fukce typu (.9)...4 Tb.. Strí tvry přeoové fukce typu (.)...4 Tb. 7. Příkl ezmu typu...5 Tb. 7. Příkl ezmu typu...5 Tb. 9. Kvlit regulce pro regulčí obvo...79

86 UTB ve Zlíě Fkult plikové iformtiky 8 SEZNAM PŘÍLOH P I P II P III P IV SLOVNÍK LAPLACEOVY TRANSFORMACE STRUKTURA WWW STRÁNKY ZÁKLADNÍHO SUBMODULU UKÁZKA KONKRÉTNÍCH WWW STRÁNEK INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC OBSAH PŘILOŽENÉHO CD-ROMU

87 PŘÍLOHA P I: SLOVNÍK LAPLACEOVY TRANSFORMACE b ( Origiál (čová fukce) Obrz (komplexí fukce) δ (Dircov fukce) (jeotkový kok - Heviieov fukce) t (lieárí rmp) 4 t! 5 e -t ω i ωt ω 7 co ωt ω 8 ( ) ( ) 9 ω e -t i ωt ( ) ω e -t co ωt ( ) ω t e -t ( ) e -t - e -bt ( )( b) )! t - e -t ( ) 4 e -t ( - e -t ) ( ) 5 ω - co ωt ( ω ) ω ω - i ωt ( ω ) /

88 PŘÍLOHA P II: STRUKTURA WWW STRÁNKY ZÁKLADNÍHO SUBMODULU Popi řešeého problému: (tyl H) Text text text text (tyl P) Název řešeého problému (tyl H) Obrázek (tyl H4) Obrázek : popi (tyl H) Text (tyl H4) Text Tbulk : popi (tyl H) Text Text Příkl: (tyl H) Řešeí: (tyl P.tuce) Použitá přípě oporučeá litertur: (tyl H). Autor (tyl H5) Výpočetí progrm: (tyl H) Text okzu (text okzu ázev progrmu) (tyl H5) Autor progrmu: utor progrmu tum prcoviště (tyl H) Tlčítko zpět (tyl P - cetrový obrázek okzem) Autor prcoviště tum (tyl.utor) Pozámk: - Defiice potřebých tylů pro záklí ubmouly jou uveey v textovém ouboru zkl_ub.c. - Bližší iformce o kkáových tylech lze lézt př. v []. /

89 PŘÍLOHA P III: UKÁZKA KONKRÉTNÍCH WWW STRÁNEK INFORMAČNÍHO SYSTÉMU CAAC Úvoí WWW trák výběrem jzyk WWW trák e záklími iformcemi o iformčím ytému CAAC /

90 WWW trák výběrem požového ubytému WWW trák ubytému Alýz /

91 WWW trák záklího ubmoulu Lplceov trformce /