TEORIA SISTEMELOR

 

1.      Titularul cursului: prof. dr. ing. Octavian Păstrăvanu

2.      Codul disciplinei: C303

3.      Structura cursului:

-         Numar credite: 5

-         Numar ore: cursul = 2 ore/sapt., laboratorul = 2 ore/sapt.

-         Forma examinare: Examen

 

4.      Obiectivele disciplinei; concordanţa între obiectivele disciplinei şi planul de învăţământ:

Se introduc cunoştinţele de bază specifice conducerii numerice a proceselor, urmărind, totodată, şi tratarea unor aspecte mai generale, întâlnite în procesarea digitală a semnalelor. Sunt studiate aspectele teoretice legate de modelarea matematică, analiza şi sinteza sistemelor discrete. Se crează abilităţile practice necesare utilizării unor medii software performante pentru proiectarea asistată a sistemelor automate. Se extinde experienţa în programare prin utilizarea interfeţelor de conversie A/D - D/A şi implementarea unor aplicaţii de timp real destinate conducerii proceselor. Disciplina este corelată cu Introducere în automatică (anul II, cod AC210), Tehnici de programare (anul II, cod AC209) şi Calcul numeric (anul II, cod AC201). Sunt definite reperele esenţiale privind utilizarea echipamentelor de calcul în automatizarea proceselor, furnizând informaţii care permit aprofundarea cunoştinţelor de la disciplinele ulterioare: Structura sistemelor de calcul (anul IV, cod C406), Sisteme de timp real (anul IV, cod C414), Instrumentaţie inteligentă (anul V, cod C511).

 

5.      Proceduri folosite la predarea disciplinei; cerinţe la examinare:

Predarea disciplinei se bazează pe expunerea orală a cursului şi stimularea unui dialog permanent cu studenţii, ca mecanism de fixare a informaţiilor transmise în cadrul prelegerii. Cunoştinţele teoretice sunt ilustate prin numeroase exemple de analiză şi sinteză, orientate pe conducerea numerică a proceselor, în deplină concordanţă cu profilul specializării "Calculatoare". Pregătirea studenţilor este completată de activitatea practică de laborator, bazată deopotrivă pe studii de simulare şi pe experimente de timp real (desfăşurate pe echipamente compatibile PC, interfaţate cu machete de procese realizate pe calculatoare analogice). Disciplina se finalizează cu examen, constând într-o probă scrisă ce solicită rezolvarea unor probleme; pe parcursul semestrului, cunoştinţele studenţilor sunt testate periodic, tot prin rezolvare de probleme. Nota finală se calculează drept sumă ponderată a mediei notelor de la laborator (30%), mediei notelor de la teste (20%) si a notei de la examen (50%).

 

6.      Conţinutul disciplinei:

a)      Curs

Cap.1 Procesarea semnalelor în conducerea numerică                                          

1.1.  Tipuri de semnale şi sisteme

1.2.  Structura unei bucle de reglare numerică

1.3.  Cuantificarea semnalelor

1.4.  Conversia analogic-digitală a semnalelor

1.5.  Conversia digital- analogică a semnalelor

 

Cap.2 Semnale şi sisteme discrete                                                                               

2.1.  Transformata Z unilaterală

2.2.  Transformata Z bilaterală şi conexiunea cu tranformata Fourier

2.3.  Proprietăţi remarcabile ale semnalelor în domeniul timp şi în domeniul complex

2.4.  Sisteme liniare discrete monovariabile descrise în domeniul timp

2.5.  Sisteme liniare discrete monovariabile descrise în domeniul complex

2.6.  Stabilitatea sistemelor liniare discrete monovariabile

2.7.  Răspunsul sistemelor liniare discrete monovariabile la semnale de intrare standard (polinomiale, armonice)

 

Cap.3 Semnale şi sisteme discretizate                                                                         

3.1  Descrierea matematică a discretizării semnalelor continue

3.2  Conexiuni între transformatele semnalelor continue şi transformatele semnalelor discretizate

3.3  Reconstrucţia semnalelor continue din semnale discretizate

3.4  Discretizarea legilor de reglare continuă

3.5  Discretizarea modelelor continue asociate proceselor

3.6  Modelul discret al unei bucle de reglare numerică

 

Cap.4 Proiectarea şi implementarea algoritmilor de reglare numerică                     

4.1  Criterii de performanţă urmărite în reglarea numerică

4.2  Proiectarea bazată pe un model continuu asociat procesului

4.3  Proiectarea bazată pe un model discret asociat procesului

4.4  Validarea proiectării prin experimente de simulare

4.5  Aspecte practice ale implementării legilor de reglare numerică

 

b) Aplicaţii – lucrări de laborator

1.     

Utilizarea mediului MATLAB-SIMULINK în simularea sistemelor reprezentate prin scheme bloc

2.     

Acordarea regulatoarelor tipizate prin metodele experimentale Ziegler-Nichols; studiul prin simulare în mediul MATLAB-SIMULINK

3.     

Proiectarea legilor de reglare continuă prin metoda alocării; studiul prin simulare în mediul MATLAB-SIMULINK al performanţelor realizate

4.     

Utilizarea circuitelor 8253 şi 8259A în programarea aplicaţiilor de timp real destinate conducerii numerice a proceselor

5.     

Studiul experimental al conversiei A/N şi N/A

6.     

Discretizarea aproximativă a legilor de reglare continuă cu structură tipizată; studiul prin simulare în mediul MATLAB-SIMULINK

7.     

Implementarea algoritmilor de reglare numerică

8.     

Şedinţă de recuperare

 

7.      Baza materială:

Calculatoare compatibile PC, mediul software MATLAB-Simulink, calculatoare analogice MEDA 42, cartele de conversie DAC-6214 şi PCL-812.

 

8. Bibliografie recomandată

1.              Note de curs - în format electronic

2.      C. Lazăr, O. Păstrăvanu, E. Poli, F. Schonberger "Conducerea asistată de calculator a proceselor fizico-tehnice" Editura Matrix-Rom, Bucureşti, 1996.

3.      E. Balaban, Al. Onea "Sisteme automate cu eşantionare" Editura Mirador, Iaşi, 1997

4.      V. Ionescu "Teoria sistemelor" Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1985.

5.      Referate de laborator – în format electronic şi multiplicate

6.      Colecţie de probleme - în format electronic şi multiplicată