Seřizování regulátorů PID pro lineární dynamické systémy metodou “Hrubé síly a od oka”

For PID controllers in control loops, which in practice still prevails, it is necessary to determine controller parameter values which assure sufficient quality and robustness of control. A lot of PID tuning methods is described and well established in daily use. They are often based either on behavior of closed control loop or on a mathematic model of the controlled plant (and its L-transfer function), which allow to determine controller parameters by direct calculation. With increasing computing power of HW and SW aids it could be beneficial to use a method for determining the optimal setting of PID controller by simulation of control loop behavior for various meaningful combinations of controller parameter values (state space search). Proposed method “brute force and visual” of PID controller tuning is based on repeated simulation of control process as a reaction to Heaviside step of desired value and disturbing value for varying parameters of controller’s P, I, D components. For discrete controller also impact of sampling period T was considered. For each of the individual simulation runs there is kept a diagram as an image file as well as the control optimality criterion value. After execution of all the simulation runs for parameter values from the considered searched state space the simulation outputs are sorted by value of the selected control optimality criterion. The parameters of the individual simulation which has scored best are used for setting of the real controller and evaluated in the real control loop. From the simulations available for wide combination of parameter values it is possible to estimate position of isles of stability and choose the PID controller values by an expert choice.Při návrhu parametrů PID regulátoru (které jsou v praxi dosud nejobvyklejší) pro regulační obvody je zapotřebí stanovit parametry regulátoru tak, aby zajišťovaly dostatečnou kvalitu a robustnost regulace. Je definováno a v praxi zavedeno mnoho seřizovacích metod pro nastavení PID regulátorů vycházejících z chování uzavřeného regulačního obvodu či naopak z matematického modelu regulované soustavy (a jejího L-přenosu), které umožňují stanovit parametry regulátoru přímým výpočtem. S rostoucím výkonem HW a SW nástrojů může ale být výhodné použít přístup, který nalezne optimální hodnoty nastavení regulačního procesu na základě simulací a analýzy chování regulačního obvodu pro různé kombinace možných parametrů regulátoru. Navržená metoda seřízení PID regulátoru lineárního dynamického systému „hrubou silou a od oka“ je založena na opakované simulaci regulačního pochodu při skoku řídící veličiny a poruchové veličiny pro měnící se konstanty regulátoru P, I, D, (a v případě číslicového regulátoru i vzorkovací periodu T) pro smysluplné rozpětí hodnot – odtud „hrubou silou“ v názvu metody. Z každého běhu simulace je uložen diagram průběhů zajímavých veličin (žádaná veličina, regulovaná veličina, porucha) jako obrazový soubor a jsou pro tuto simulaci vypočteny hodnoty ukazatelů kvality regulace. Po provedení simulací pro všechny hodnoty parametrů z uvažovaného stavového prostoru jsou výstupy simulací setříděny podle ukazatelů kvality regulace; simulace s parametry regulace, která skórovala podle ukazatelů kvality regulace nejlépe, je pak podkladem pro nastavení parametrů regulátoru a ověření v reálném regulačním obvodu. Protože máme k dispozici vizualizované podoby průběhů regulačního procesu pro mnoho kombinací vstupů, můžeme odhadnout i polohu a podobu „ostrovů stability“ a pro dosažení robustnější regulace volit parametry regulátoru i expertní volbou, tedy „od oka“

Examples of governings with predictive controls

Tato diplomová práce se zabývá prediktivním řízením, hlavně Model Based Predictive Control (MPC). V první částí je popsán princip prediktivního řízení, kriteriální funkce, volba omezení regulace a volba pokut. V další částí je proveden rozbor soustav: soustava s neminimální fází (regulace vodní turbíny), kmitavá soustava (regulace jeřábové kočky) a soustava s dopravním zpožděním. U všech těchto soustav je provedena klasická zpětnovazební regulace pomocí PID regulátoru a souběžně regulace s MPC. Jako MPC je zvoleno řešení fy Mathworks Model Predictive Control Toolbox a Simulink. Výsledky jsou poté analyzovány pomocí kritérií kvality regulace.This thesis deals with model predictive control principally Based Predictive Control (MPC). The first part describes the principle of predictive control, cost function, the choice of a constraints in regulation and the choice of weights. In the next section is an analysis system: a system with non-minimal phase (control water turbine), oscillating systems (trolley frame control) and system with a time-delay . In all of these systems is performed classical feedback control using PID control and concurrently regulation with the MPC. MPC is selected as the solution fy Mathworks Model Predictive Control Toolbox and Simulink. The results are then analyzed using the criteria of quality control.

Simulation of a two degrees of freedom controller with a liquid tank

The article is dealing with the control of liquid tank system. For the process control, it is implemented two degrees of freedom controller. The system is simulated in Matlab and the results are compared with a control system with standard controller.Tento článek se zabývá řízením systému nádrže na vodu. Pro řízení nádrže je navržen regulátor se dvěma stupni volnosti. Systém nádrže je simulován v Matlabu a výsledky regulace jsou porovnány s regulací se standardním regulátorem

Control systems of Kaplan Turbine

V této bakalářské práci je uvedeno stručné rozdělení nejužívanějších druhů vodních turbín, následně je obsažen důkladný rozbor konstrukce a především regulace Kaplanovy turbíny. Dále jsou v ní popsány jednotlivé mechanismy a pochody ve stroji při regulaci rozvaděčem a lopatami oběžného kola. Je zde poukázáno také na to, jaký vliv má regulace na průběh účinnosti turbíny. V závěru práce je čtenáři nastíněno stručné vysvětlení a srovnání moderního řízení regulace stroje s dříve používaným řízením regulace pomocí hydraulických roztěžníků.The main objective of this bachelor´s thesis is to list briefly the most common types of water turbines and explain the construction and especially regulation of Kaplan water turbine. Second task is to describe individually both regulatory mechanisms and movements in the machine during the regulation by distributor and by blades of runner wheel. The next intention is to describe the influence of regulation on the efficiency curve and further briefly explain and compare the modern control systems of turbine regulation with the old way using the centrifugal regulator.

Alternativní zemědělství - informační bulletin č.7

Témata informačního bulletinu č.7 jsou: Vyhodnocení výnosů zemědělských plodin v roce 1991 u organicky hospodařících zemědělců svazu PRO-BIO. Nutnost moření osiva z hlediska alternativního zemědělství. Využití přirozených surovin v alternativním zemědělství. Mechanická regulace plevelů. Možnosti realizace alternativního zemědělství z hlediska ochrany rostlin. Regulace hraboše polního bez chemie. Úvod k připravované knize "Ekologická východiska zemědělství". Stáj s hlubokou podestýlkou pro dojnice z hlediska etologie a ekonomiky. Zelené hnojení. Organické vinohradnictví

Heating of hot water by systme base on photovoltaic panels

Cílem práce je porovnání jednotlivých typů regulace pro efektivní ohřev teplé užitkové vody s využitím fotovoltaických panelů pro běžnou domácnost. V úvahu je brána regulace MPPT, přepínání zátěže, přepínání řazení panelů a PWM regulace. Součástí práce je návrh fotovoltaického systému, který umožňuje ohřev vody a výpočet množství vody, které by bylo možné ohřát, pokud by navržený systém byl zprovozněn v Poličce, okres Svitavy.The aim of the Bachelor thesis is to compare specific types of regulation for the effective heating water with using photovoltaic panels for the standard household. The follow types of regulation was taken into account: the MPPT controller, switching of load, switching of pannels connection and PWM regulator. The second part of the thesis is focused on design of photovoltaic system for domestic hot water heating which is designed for climatic conditions in Polička near Svitavy.

Metoda a ekonomické limity regulace ve finančním právu

Hlavním cílem práce bylo identifikovat metodu regulace ve finančním právu a pojednat o jednotlivých oblastech finančního práva. Dalším cílem bylo vybrat základní ekonomické instituty, kterých stát užívá při plnění svých funkcí nebo které ovlivňují svojí regulací. Třetím cílem bylo určit sociologické metody, konkrétně metody kvantitativního a kvalitativního výzkumu, které lze využít při úvahách de lege ferenda. Publikace je výstupem dvouleté výzkumné činnosti v projektech specifického výzkumu Masarykovy univerzity Metoda a ekonomické limity regulace ve finančním právu (2012) a Metoda a ekonomické limity regulace ve finančním právu II (2013).The main goal of the work has been to identify the method of legal regulation in financial law relations and to discuss certain segments of financial law. The second goal has been to select the basic economic institutes used by the state for fulfilling its tasks or affected by the state through its regulation. The third goal has been to assess the sociological methods including the methods of the quantitative and qualitative research that may be used for de lege ferenda discussions. The publication is the output of the two-years research activities in the specific research projects Method and economic limits of regulation in financial law (2012) and Method and economic limits of regulation in financial law II (2013)

Electronic stability systems

V této bakalářské práci jsou popsány základní elektronické systémy stabilizace. Tyto systémy slouží především k aktivní bezpečnosti v provozu, ale také k jízdnímu pohodlí posádky. Hlavní část práce je zaměřena na systémy ABS, ASR a ESP. Další části jsou zaměřené na ostatní přídavné systémy, které se stále vyvíjí. Součástí této práce je také pohled jednotlivých automobilek a možné kroky do budoucna.In this Bachelor’s thesis there are basic electronic stability systems described. These systems are mostly used as a precaution in safety of the traffic, but also to ensure comfort of the crew. The main part of the thesis is focused on systems ABS, ASR and ESP. The other parts aim to describe additional systems, which are still in development. In the end there is also view of various individual car companies and possible steps in the future.

Implementation and analysis of control circuits in MATLAB/Simulink

Bakalářská práce je zaměřená na porovnávání vlastností nejpoužívanějších typů regulátorů. Toto porovnání je realizováno v programu MATLAB/Simulink na modelu stejnosměrného motoru. Nejprve je v bakalářské práci uveden teoretický popis všech struktur regulátorů, které jsou testovány. Jedná se konkrétně o regulátory PID, PSD, PI-D, PS-D, S-PD, I-PD, PID s filtrací derivační složky a PSD taktéž s touto filtrací. Následně je zde uvedena funkce stejnosměrného motoru a jeho matematický popis. V posledním oddílu teoretické části jsou popsány jednotlivé metody nastavování regulátorů. Na závěr bakalářské práce jsou porovnány jednotlivé struktury regulátorů. Jsou zde uvedené dosažené výsledky. A porovnání jejich chování při regulaci polohy stejnosměrného motoru.The thesis is focused on comparing the characteristics of the most common types of controllers. This comparison is done in MATLAB / Simulink to model the DC motor. First, in the thesis, theoretical description of all structures controllers that are tested. This is specifically the PID controllers, PSD, PI-D, PS-D, S-PD, I-PD, PID filtering of derivative and PSD also with this filtration. Then there is the function given the DC motor and its mathematical description. In the last section of the theoretical part describes the different methods of setting regulators. In conclusion, this thesis compares the structure of individual regulators. There are the results. A comparison of their behavior with position control of DC motor.

Modern methods of heating system regulation

Bakalářská práce se skládá ze dvou základních částí. První část práce se zabývá teoretickým úvodem do problematiky regulačních prvků otopné soustavy. Druhá část uvádí modelové příklady zapojení konkrétního typu regulace do panelového domu, i s poukázáním na možné výhody a nevýhody řešení.Bachelor final project is consists from two main parts. The first part deals with a theoretical introduction to the regulatory elements of the heating system. The second part presents the model examples of the involvement of a specific type of regulation in block of flats, and it is pointing out the possible advantages and disadvantages of this solution.