ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ
| Τίτλος | ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ / AUTOMATIC CONTROL |
| Κωδικός | 129 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Μηχανολόγων Μηχανικών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Εαρινή |
| Υπεύθυνος/η | Παναγιώτης Σεφερλής |
| Κοινό | Ναι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20000289 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 360
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| Κορμός | Υποχρεωτικό | 6 | 3 | 6 |
| Τίτλος | ΑΥΤΟΜΑΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2019 – 2020 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 5 |
| Class ID | 600150030
|
Πρόγραμμα Τάξης
| Κτίριο | Πολυτεχνείο - πτέρυγα Β (Πολιτικών Μηχ.) |
| Όροφος | Όροφος 1 |
| Αίθουσα | 557-558 (85) |
| Ημερολόγιο | Tuesday 12:00 to 14:00 |
| Κτίριο | Πολυτεχνείο - πτέρυγα Β (Πολιτικών Μηχ.) |
| Όροφος | Όροφος 1 |
| Αίθουσα | 561-562 (89) |
| Ημερολόγιο | Thursdsay 11:00 to 14:00 |
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600150030
- eLearning (Moodle): https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=4335
- OpenCourses (eClass): https://opencourses.auth.gr/courses/OCRS211/
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
- Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Προαπαιτούμενα Μαθήματα
- 116 ΔΥΝΑΜΙΚΗ
- 124 ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ
- 106 ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΙ (ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ)
- 111 ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ (ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙΙ)
- 131 ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Να μπορούν να αναλύουν δυναμικά συστήματα με χρήση συναρτήσεων μεταφοράς, στο πεδίο της συχνότητας και στο πεδίο των μεταβλητών κατάστασης.
Να μπορούν να σχεδιάζουν συστήματα ελέγχου ανάδρασης με συναρτήσεις μεταφοράς, στο πεδίο της συχνότητας και του χώρου μεταβλητών κατάστασης για την επίτευξη επιθυμητής δυναμικής συμπεριφοράς.
Να εφαρμόζουν τις βασικές αρχές ανάλυσης και σχεδίασης συστημάτων ελέγχου σε ηλεκτρολογικά, μηχανολογικά, θερμικά, υδραυλικά και παραγωγικά συστήματα.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα
- Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
- Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου
- Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
1. Εισαγωγή στα συστήματα αυτομάτου ελέγχου
2. Μαθηματικά μοντέλα συστημάτων
Μηχανολογικά, ηλεκτρολογικά, θερμικά, υδραυλικά συστήματα
Μετασχηματισμός Laplace – Συνάρτηση μεταφοράς
Γραμμικοποίηση συστημάτων – Λειτουργικά διαγράμματα βαθμίδων
Δυναμικά χαρακτηριστικά τυπικών συστημάτων
3. Μοντέλα μεταβλητών κατάστασης
Κατάστρωση μοντέλου μεταβλητών κατάστασης
Επίλυση συστημάτων μεταβλητών κατάστασης – Πίνακας μεταφοράς
Σχέση με μοντέλα συνάρτησης μεταφοράς
4. Απόκριση συχνότητας δυναμικών συστημάτων
Υπολογισμός και χαρακτηριστικά απόκρισης συχνότητας δυναμικών συστημάτων
Διαγράμματα Bode – Διαγράμματα Nyquist
5. Μελέτη συστήματος ανάδρασης
Επιλογή μεταβλητών και στοιχείων στο βρόχο ανάδρασης
Αισθητήρες και ενεργοποιητές
Κριτήρια απόδοσης συστήματος ανάδρασης
6. Ανάλυση ευστάθειας γραμμικών συστημάτων
Ορισμός ευστάθειας συστήματος
Συσχέτιση πόλων και ευστάθειας – Κριτήριο Ruth-Hurwitz
Υπολογισμός και χαρακτηριστικά γεωμετρικού τόπου ριζών δυναμικών συστημάτων
Ευστάθεια συστημάτων με χρήση του γεωμετρικού τόπου ριζών
Ευστάθεια σε μοντέλα μεταβλητών κατάστασης
Κριτήριο ευστάθειας Bode – Κριτήριο ευστάθειας Nyquist
7. Ελεγκτής PID
Περιγραφή χαρακτηριστικών ελεγκτή
Ρύθμιση παραμέτρων ελεγκτή PID για επιθυμητή δυναμική συμπεριφορά
8. Βελτίωση απόδοσης βρόχου ανάδρασης
Έλεγχος διαδοχικών βρόχων – Έλεγχος πρόδρασης – Αντιστάθμιση καθυστέρησης χρόνου
9. Σχεδίαση ελεγκτών με το γεωμετρικό τόπο ριζών
Τεχνικές σχεδίασης ελεγκτών με το γεωμετρικό τόπο ριζών
10. Σχεδίαση συστημάτων ελέγχου στο πεδίο συχνότητας
Αντισταθμιστές προήγησης, καθυστέρησης – Συστήματα με φίλτρο εισόδου
11. Σχεδίαση συστημάτων ελέγχου με το μοντέλο μεταβλητών κατάστασης
Ελεγξιμότητα, παρατηρησιμότητα
Ελεγκτές ανάδρασης καταστάσεων – Βέλτιστος έλεγχος
12. Συστήματα ελέγχου πολλαπλών βρόχων
Αλληλεπίδραση βρόχων – Σχεδιασμός ελεγκτών πολλαπλών βρόχων
Λέξεις Κλειδιά
Αυτόματος έλεγχος, έλεγχος ανάδρασης, συνάρτηση μεταφοράς, μεταβλητές κατάστασης, απόκριση συχνότητα, σχεδίαση συστημάτων ελέγχου ανάδρασης,
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιντεοδιαλέξεις
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Ιστοσελίδα μαθήματος: http://eclass.meng.auth.gr
Συνίσταται ο συχνός έλεγχος της ιστοσελίδας του μαθήματος για ανακοινώσεις και καινούριο υλικό. Η εγγραφή στο μάθημα μέσω eclass είναι υποχρεωτική.
Λογισμικό: MATLAB με Control Toolbox. Πληροφορίες για πρόσβαση στο λογισμικό στην ιστοσελίδα http://web.itc.auth.gr/portal/content/view/103/.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 128 | 4,3 | ✓ | ||
| Εργαστηριακή Άσκηση | 10 | 0,3 | ✓ | ||
| Φροντιστήριο | 24 | 0,8 | ✓ | ||
| Συγγραφή εργασίας / εργασιών | 15 | 0,5 | ✓ | ||
| Εξετάσεις | 3 | 0,1 | ✓ | ||
| Σύνολο | 180 | 6 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Ι. Εργασίες 45% – Τελική γραπτή εξέταση 70% – Σύνολο 100% + 15% bonus (Προϋπόθεση: 50% επιτυχία στην τελική εξέταση – Σημείωση: Ο βαθμός των εργασιών μεταφέρεται και στην εξεταστική Σεπτεμβρίου).
II. Τελική γραπτή εξέταση 100%.
Εργασίες: 6 σειρές προβλημάτων και 1 ή 2 εργαστηριακές ασκήσεις (ομαδικές) ή εκπόνηση μικρής έκτασης υπολογιστικού θέματος εφαρμογής ελέγχου σε δυναμικό σύστημα (είναι δυνατή η εκπόνηση του θέματος σε ομάδες).
Η αξιολόγηση περιγράφεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Εργαστηριακή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Εγχειρίδια:
Α. Dorf R.C. και R.H. Bishop, Σύγχρονα Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου, 11η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2009.
Β. Παρασκευόπουλος Π. Ν. “Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου – Θεωρία και Εφαρμογές”, 2007.
Γ. Πετρίδης Β. “Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου”, Εκδόσεις Π. Ζήτη, 2001.
Δ. Μαλατέστας Π. “Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου”, Εκδόσεις Τζιόλα, 2001.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Distefano J. J., A. R. Stubberud, and I. J. Williams. “Θεωρία και Προβλήματα στα Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου”, Εκδόσεις Τζιόλα, 2000.
2. Franklin G.F., J.D. Powell, A. Emami-Naeini. “Feedback Control of Dynamic Systems”, Prentice Hall, 2002.
3. Goodwin G.C., S.F. Graebe, M.E. Salgado. “Control System Design”, Prentice Hall, 2001.
4. Palm W. J. “Modeling, Analysis and Control of Dynamic Systems”, J. Wiley, 1999.
5. Ogata K. “Modern Control Engineering”, Prentice-Hall, 2001.
6. Marlin T.E. “Process Control”, McGraw-Hill, 1995.
7. Seborg D.E., T.F. Edgar, D.A. Mellichamp. “Process Dynamics and Control”, Wiley, 1989.
8. Smith C.A., and A.B. Corripio. “Principles and Practice of Automatic Process Control”, Wiley, 1997.
9. Stefani R.T., B. Shahian, C.J. Savant, G.H. Hostetter. “Design of Feedback Control Systems”, Oxford University Press. 2002.
10. Χατζίκος Ε. Β. “MATLAB 7 για Μηχανικούς”, Εκδόσεις Τζιόλα, 2010.
Τελευταία Επικαιροποίηση
05-06-2020
