ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
| Τίτλος | ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ / OPTIMAL CONTROL OF DYNAMICS SYSTEMS |
| Κωδικός | 377 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Μηχανολόγων Μηχανικών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Εαρινή |
| Υπεύθυνος/η | Παναγιώτης Σεφερλής |
| Κοινό | Ναι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20000400 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 16
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| Ενεργειακός | Επιλογής Κατεύθυνσης | 10 | 5 | 5 |
| Κατασκευαστικός | Υποχρεωτικό Κατεύθυνσης | 10 | 5 | 5 |
| Τίτλος | ΒΕΛΤΙΣΤΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2021 – 2022 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 4 |
| Class ID | 600192468
|
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/1/600192468
- eLearning (Moodle): https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=6359
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
- Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Βασικό μάθημα στον αυτόματο έλεγχο.
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Nα μπορούν να επιλύουν ένα πρόβλημα βέλτιστου ελέγχου στο συνεχές πεδίο με τεχνικές ανάλυσης μεταβολών.
Nα μπορούν να σχεδιάζουν ένα γραμμικό τετραγωνικό ελεγκτή στο συνεχές και στο ψηφιακό πεδίο.
Nα μπορούν να σχεδιάζουν ένα βέλτιστο εκτιμητή καταστάσεων και να τον συνδέουν με το σύστημα ελέγχου.
Nα μπορούν να σχεδιάζουν ένα ελεγκτή που στηρίζεται σε προβλέψεις από γραμμικό ή μη-γραμμικό πρότυπο.
Γενικές Ικανότητες
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- 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. Επανάληψη βασικών εννοιών συστημάτων αυτομάτου ελέγχου
2. Κατάστρωση προβλήματος βέλτιστου ελέγχου
Επιλογή αντικειμενικής συνάρτησης
Περιορισμοί σε γραμμικά και μη-γραμμικά συστήματα
3. Βέλτιστος έλεγχος με χρήση λογισμού μεταβολών
Πρόβλημα ορισμένου και ελεύθερου τελικού χρόνου, ορισμένης και ελεύθερης τελικής κατάστασης
Πρόβλημα χωρίς περιορισμούς, με περιορισμούς εξισώσεων και ανισώσεων
4. Γραμμικός τετραγωνικός έλεγχος συστημάτων
Πρόβλημα καθοδήγησης και ρύθμισης
5. Εισαγωγή στην ανάλυση ψηφιακών συστημάτων
Ψηφιακή συνάρτηση μεταφοράς
Μετασχηματισμός z
Μετατροπή ψηφιακών σε συνεχή σήματα
Ορισμός ευστάθειας σε ψηφιακά συστήματα
Συστήματα δειγματοληψίας, Ανάλυση δειγμάτων
Ψηφιακός PID, Παραμετροποίηση ελεγκτών
6. Ψηφιακά συστήματα βέλτιστου ελέγχου
Γραμμικός τετραγωνικός έλεγχος
Πρόβλημα καθοδήγησης και ρύθμισης
7. Σχεδίαση συστημάτων αυτόματου ελέγχου με το μοντέλο μεταβλητών κατάστασης
Ελεγξιμότητα – Παρατηρησιμότητα
Ανάδραση καταστάσεων
Εκτίμηση παραμέτρων (παρατηρητές καταστάσεων – φίλτρα)
Εκτιμητές φίλτρων Kalman (γραμμικά και μη-γραμμικά συστήματα)
8. Προρρητικός έλεγχος συστημάτων
Γραμμικά και μη γραμμικά συστήματα
Αριθμητική επίλυση
Πρακτική εφαρμογή
9. Εισαγωγή στο στοχαστικό έλεγχο συστημάτων
Ελεγκτής ελάχιστης μεταβλητότητας
10. Χαρακτηρισμός ασάφειας μοντέλου
Ανάλυση στο πεδίο της συχνότητας
Σθεναρά συστήματα ελέγχου, Ελεγκτές Η∞
11. Αναγνώριση συστημάτων
Παραμετρικά και μη παραμετρικά μοντέλα
Αναγνώριση συστημάτων κλειστού βρόχου
Λέξεις Κλειδιά
βέλτιστος έλεγχος, γραμμικός τετραγωνικός ελεγκτής, προρρητικός έλεγχος, βέλτιστη εκτίμηση καταστάσεων
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
Περιγραφή
Ιστοσελίδα μαθήματος: Η ιστοσελίδα του μαθήματος, http://eclass.meng.auth.gr θα περιλαμβάνει το πρόγραμμα του μαθήματος, τις εργασίες, ασκήσεις, πλήρη παραδείγματα στο MATLAB, σημειώσεις και θέματα προηγούμενων ετών. Συνίσταται ο συχνός έλεγχος της ιστοσελίδας του μαθήματος για ανακοινώσεις και καινούριο υλικό. Η εγγραφή στο μάθημα είναι υποχρεωτική.
Λογισμικό: MATLAB και Control Toolbox. Για πρόσβαση στο λογισμικό απαιτείται η απόκτηση λογαριασμού στο κεντρικό σύστημα του πανεπιστημίου.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 45 | 1,5 | ✓ | ✓ | |
| Φροντιστήριο | 30 | 1 | ✓ | ✓ | |
| Διαδραστική διδασκαλία στο Υπολογιστικό Κέντρο | 15 | 0,5 | |||
| Εκπόνηση μελέτης (project) | 60 | 2 | ✓ | ✓ | |
| Σύνολο | 150 | 5 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Εργασίες: 6 ενότητες ασκήσεων κατά τη διάρκεια του εξαμήνου
Αξιολόγηση: Εργασίες 100%
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Έκθεση / Αναφορά (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Α. Vincent T. L. και W. J. Grantham, Μη Γραμμικά Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου και Βέλτιστος Έλεγχος. Εκδόσεις Τζιόλα, 2001.
Β. Παρασκευόπουλος Π. Ν., Βέλτιστος Έλεγχος, Φίλτρο Kalman, Στοχαστικός Έλεγχος, Αθήνα, 2004, σελ. 395, ISBN 960-91281-8-1.
Γ. Καραμπετάκης Ν., Βέλτιστος έλεγχος, 2010.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Strengel R.F., Optimal control and estimation, Dover, 1994.
2. Zhou K., Robust and optimal control, Prentice Hall, 1996.
3. Goodwin G. C., Graebe S. F., Salgado M. E., Control System Design, Prentice Hall, 2001.
4. Παρασκευόπουλος Π.Ν., Αναγνώριση Συστημάτων και Προσαρμοστικός Έλεγχος, Αθήνα, 1992, σελ. 406, ISBN 960-91281-7-3.
5. Franklin G. F., J. D. Powell, Μ. Workman, Digital Control of Dynamic Systems, Prentice Hall, 2002.
6. Ogata K., Discrete-time Control Systems, Prentice-Hall, 1987.
Τελευταία Επικαιροποίηση
05-06-2020
