UNDERGRADUATE COURCES

  • Course Description +

    Περιγραφή

    Κωδικός: 3.3.10.5, Εξάμηνο 5, Μάθημα Κορμού

    Βασικές έννοιες και ιδιότητες για σήματα και συστήματα συνεχούς και διακριτού χρόνου. Συνέλιξη και συσχέτιση σημάτων. Δειγματοληψία ημιτονοειδών και κβάντιση σημάτων. Εισαγωγικές έννοιες τυχαίων σημάτων για συσχέτιση και κβάντιση. Σειρές Fourier και Μετασχηματισμός Fourier συνεχούς χρόνου. Θεώρημα Δειγματοληψίας. Μετασχηματισμός Fourier διακριτού χρόνου. Γραμμικά χρονικά - αμετάβλητα συστήματα και ανάλυση τους στα πεδία χρόνου και συχνότητας. Μετασχηματισμός Laplace για συστήματα συνεχούς χρόνου (αν υπάρξει επαρκής χρόνος). Εξισώσεις διαφορών και μετασχηματισμός Ζ για συστήματα διακριτού χρόνου. Συνάρτηση μεταφοράς και απόκριση συχνότητας συστημάτων. Ευστάθεια συστημάτων. Εισαγωγή στον Διακριτό Μετασχηματισμό Fourier. Περιγραφή σημάτων και συστημάτων από εφαρμογές, διάχυτη στα ανωτέρω θέματα.

    Αναλυτικά Στοιχεία

    Εισαγωγή και ιστορική ανασκόπηση των Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου (ΣΑΕ). Περιγραφή ΣΑΕ με διαφορικές και αναδρομικές εξισώσεις, συνάρτηση μεταφοράς, κρουστική απόκριση και εξισώσεις κατάστασης σε συνεχή και διακριτό χρόνο. Ανάδραση, Ευαισθησία. Ανάλυση συστημάτων στο πεδίο του χρόνου. Σφάλματα στη μόνιμη κατάσταση. Αποκοπή διαταραχών. Ορισμοί ευστάθειας. Αλγεβρικά κριτήρια ευστάθειας: Routh, Hurwitz και συνεχών κλασμάτων. Κριτήριο ευστάθειας Nyquist. Γεωμετρικός τόπος ριζών. Διαγράμματα Bode και Nichols. Μελέτη συστημάτων στο χώρο κατάστασης. Ελεγξιμότητα και Παρατηρησιμότητα. Κανονικές μορφές. Μέθοδος Lyapunov. Παραδείγματα σχεδίασης συστημάτων έλεγχου. Χρήση Matlab. Πρακτικές εφαρμογές.

    Historical review. Description of Control Systems with differential and recursion equations, transfer functions, impulse responses, state equations, for continuous and discrete time. Feedback, Sensitivity Steady State Errors, Disturbance Rejection. Definitions of Stability. Algebraic stability criteria: Routh, Hurtwitz, Continuous Fractions. Nyquist criterion. Root locus. Bode and Nichols diagrams. State space: Controllability and Observability, Canonical forms. Lyapunov stability. Examples of control design. Use of Matlab. Applications.

  • Course Material +

    Τα ακόλουθα μέρη του βιβλίου του Dorf (και τα αντίστοιχα του Σ. Τζαφέστα) καλύπτουν αρκετά τμήματα της ύλης που διδάσκεται στο μάθημα. Σημειώνεται ότι η ακριβής ύλη του μαθήματος, επί της οποίας εξετάζονται οι σπουδαστές είναι αυτή που παρουσιάζει ο διδάσκων στο μάθημα.

    • Κεφάλαιο 1: (Γενικά)
    • Κεφάλαιο 2: 2.1-2.6, 2.8, 2.9 (Επανάληψη)
    • Κεφάλαιο 3: 3.1-3.4, 3.6-3.8
    • Κεφάλαιο 4: 4.1-4.6
    • Κεφάλαιο 5: 5.1-5.3, 5.7
    • Κεφάλαιο 6: 6.1-6.5
    • Κεφάλαιο 7: 7.1-7.3, 7.7
    • Κεφάλαιο 8: 8.1-8.3 (Επανάληψη), Πίνακας 8.5
    • Κεφάλαιο 9: 9.1-9.3, 9.4 (σελ. 737-741), 9.6, Πίνακας 9.6
    • Κεφάλαιο 11: 11.1-11.3, 11.5
    • Κεφάλαιο 13: 13.1-13.6, 13.10, 13.11
    • MATLAB/SIMULINK: Παραρτήματα Α και Β, 2.10, 3.10, 4.9, 5.12, 6.6, 7.10, 8.8, 9.10, 11.10, 13.12.
    • Tο φυλλάδιο "Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδίασης στο Πεδίο της Συχνότητας: σελ. 1-44.
    • Από το φυλλάδιο:Ευστάθεια: σελ. 1-31, εκτός από σελ. 12-13(Θεώρημα LaSalle).
    • Από το φυλλάδιο: Ελεγξιμότητα και Παρατηρησιμότητα: σελ. 1-28 και 31-33.

    Σημειώσεις

    Χρήσιμα Προγράμματα

    Matlab, Simulink

  • Excercises +

    Προτεινόμενες Ασκήσεις από το βιβλίο των Dorf- Bishop

    • Κεφάλαιο 1: Π 1.7, 1.9, 1.10, 1.14, 1.22, ΠΣ 1.6
    • Κεφάλαιο 2: Α. 2.4, 2.7, 2.8, 2.13-2.15, 2.19, 2.26, 2.27, 2.30,Π. 2.1, 2.4, 2.17, 2.22, 2.25, 2.27, 2.28, 2.42, 2.43, ΠΠΕ 2.1, ΠΜ 2.1-2.4, 2.6-2.8
    • Κεφάλαιο 3: Α 3.1-3.6, 3.8, 3.11, 3.14, 3.17, 3.19, II 3.2, 3.5, 3.11, 3.17, 3.20, 3.33, ΠΠΕ 3.3, 3.4, ΠΣ 3.4, ΠΜ 3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.7
    • Κεφάλαιο 4: Α 4.1, 4.2, 4.8, Π 4.2, 4.4, 4.10, 4.12, 4.14, ΠΠΕ 4.2-4.6, ΠΣ 4.4, ΠΜ 4.1-4.4
    • Κεφάλαιο 5: Α 5.4-5.9, 5.11, 5.12, 5.14, 5.16, 5.17, Π 5.1, 5.3, 5.5, 5.6, 5.7-5.9, 5.12-5.14, 5.16, 5.18, ΠΠΕ 5.1, 5.2, 5.5, ΠΣ 5.1, ΠΜ 5.1-5.3
    • Κεφάλαιο 6: Α 6.1-6.4, 6.6, 6.7, 6.9, 6.11, 6.13, 6.17, 6.19-6.21, Π 6.1, 6.4, 6.6, 6.7, 6.9, 6.11, 6.15, 6.16, ΠΠΕ 6.1, 6.4, ΠΣ 6.1, 6.4, 6.5, ΠΜ 6.1-6.4, 6.6
    • Κεφάλαιο 7: Α 7.1, 7.2, 7.4, 7.5, 7.9, 7.14, 7.16, 7.18, 7.22, Π 7.3, 7.5, 7.6, 7.14, 7.24, 7.28, 7.31, 7.36, ΠΠΕ 7.1, 7.2, 7.5, 7.8, ΠΣ 7.7, ΠΜ 7.1-7.4, 7.6
    • Κεφάλαιο 8: Α 8.2, 8.4-8.7, 8.9, Π 8.2, 8.5, 8.6, 8.11, 8.15, 8.18, 8.22, 8.24, ΠΣ 8.4, ΠΜ 8.1-8.3, 8.5
    • Κεφάλαιο 9: Α 9.1, 9.2, 9.24, Π 9.1-9.4, 9.13, ΠΜ 9.2
    • Κεφάλαιο 11: Α 11.1-11.6, Π 11.3,11.10, 11.15, 11.17, 11.19-11.21, ΠΠΕ 11.1-11.3, 11.6, ΠΣ 11.1, ΠΜ 11.1-11.3, 11.5
    • Κεφάλαιο 13: Α 13.1, 13.2, 13.8, 13.10, 13.12, 13.13, Π 13.12-13.14, ΠΜ 13.1-13.6

    Ασκήσεις

    Θέματα Εξετάσεων

  • References +

    • H. W. Bode, "Feedback—The History of an Idea", in Selected Papers on Mathematical Trends in Control Theory, Dover, New York, 1964.
    • H. S. Black, "Inventing the Negative Feedback Amplifier", IEEE Spectrum, December 1977.
    • B. C. Kuo, «Automatic Control Systems», 5th ed., Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1996.
    • K. Ogata, «Modern Control Engineering», 3rd ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, N.J., 1997.
    • M. Vidyasagar, «Nonlinear System Analysis», Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1993.
    • H. Nyquist, "Regeneration Theory", Bell Systems Tech, J., January 1932.
    • G. J. Thaler, «Automatic Control: Classical Linear Theory», Dowden, Hutchinson, and Ross, Stroudsburg, Pa., 1932.
    • LaSalle, J. and Lefschetz, S., «Stability by Liapunov's Direct Method, with Applications», Academic Press, New York, 1958.
    • Wiberg, D. M., «State Space and Linear Systems», Schaum Outline Series, McGraw-Hill, New York, 1971.

  • Extra +

  • 1