CZĘŚĆ I. Liniowe modele układów dynamicznych 1. Liniowe modele układów dynamicznych wprowadzenie 1.1. Systemy i sygnały 1.2. Modelowanie systemów 1.3. Linearyzacja metody i przykłady 2. Modele układów dynamicznych z czasem ciągłym równania stanu 2.1. Definicja zmiennych stanu 2.2. Liniowy układ dynamiczny 2.3. Rozwiązanie równania stanu 2.4. Rozwinięcie macierzy tranzycyjnej w szereg potęgowy 2.5. Postać macierzy tranzycyjnej w przypadku pojedynczych wartości własnych macierzy stanu 2.6. Modalna postać trajektorii stanu w przypadku pojedynczych wartości własnych macierzy stanu 2.7. Macierz tranzycyjna i trajektoria wektora stanu w przypadku niediagonalizowalnej macierzy stanu 2.8. Trajektoria stanu wyznaczana od chwili 2.10. Liniowe przekształcenie zmiennych stanu 2.11. Opis złożonych układów liniowych 2.12. Stabilne, liniowe układy dynamiczne 3. Modele układów dynamicznych z czasem ciągłym transmitancja 3.1. Transmitancja liniowego układu dynamicznego 3.2. Transmitancja a liniowe równanie różniczkowe n-tego rzędu 3.3. Odpowiedź układu o jednym wejściu i jednym wyjściu 3.4. Transmitancja układów złożonych 3.5. Wybór zmiennych stanu dla układu o znanej transmitancji 3.6. Charakterystyki częstotliwościowe 3.7. Zera transmitancji 4. Modele układów dynamicznych z czasem dyskretnym równania stanu 4.1. Dyskretyzacja w czasie 4.2. Liniowy, dyskretny układ dynamiczny 4.3. Rozwiązanie równania stanu 4.5. Postać macierzy tranzycyjnej układu dyskretnego w przypadku pojedynczych wartości własnych macierzy stanu 4.6. Modalna postać trajektorii stanu w przypadku pojedynczych wartości własnych macierzy stanu 4.7. Macierz tranzycyjna i trajektoria wektora stanu układu dyskretnego w przypadku niediagonalizowalnej macierzy stanu 4.8. Dyskretna trajektoria stanu wyznaczana od chwili k0T > 0 4.9. Równanie wyjścia 4.10. Liniowe przekształcenie zmiennych stanu 4.11. Opis złożonych układów liniowych 4.12. Stabilne, liniowe, dyskretne układy dynamiczne 5. Modele liniowych układów dynamicznych z czasem dyskretnym transmitancja 5.1. Transmitancja dyskretna liniowego układu dynamicznego 5.2. Transmitancja a liniowe równanie różnicowe n-tego rzędu 5.3. Odpowiedź układu o jednym wejściu i jednym wyjściu 5.4. Transmitancja dyskretna próbkowanego układu ciągłego 5.5. Transmitancja układów złożonych 5.6. Wybór zmiennych stanu dla układu o znanej transmitancji 5.7. Charakterystyki częstotliwościowe 5.8. Zera transmitancji INTERMEDIUM. Przykłady analizy układów dynamicznych P1. Analiza właściwości układu drugiego rzędu o rzeczywistych, różnych wartościach własnych P1.1. Równania stanu P1.2. Transmitancja P1.3. Dyskretyzacja równań stanu P1.4. Transmitancja dyskretna P2. Analiza właściwości układu drugiego rzędu o podwójnych, rzeczywistych wartościach własnych P2.1. Równania stanu P2.2. Transmitancja P2.3. Dyskretyzacja równań stanu P2.4. Transmitancja dyskretna P3. Analiza właściwości układu drugiego rzędu o zespolonych wartościach własnych P3.1. Równania stanu P3.2. Transmitancja P3.3. Dyskretyzacja równań stanu P3.4. Transmitancja dyskretna CZĘŚĆ II. Projektowanie układów sterowania 6. Sterowanie struktury i wymagania 6.1. Struktury układów sterowania 6.2. Wymagania stawiane układom sterowania 6.3. Metody projektowania 7. Projektowanie ciągłych układów regulacji modelowanych za pomocą transmitancji 7.1. Transmitancyjne modele układów regulacji 7.2. Stabilność układu zamkniętego 7.3. Wrażliwość, odporność i tłumienie zakłóceń w układzie zamkniętym 7.4. Układy odwracające fazę ćwiczenia z kryterium Nyquista 7.5. Odtwarzanie harmonicznych wymuszeń i tłumienie harmonicznych zakłóceń w stanach ustalonych 7.6. Odtwarzanie wielomianowych wymuszeń w stanach ustalonych układy astatyczne 7.7. Związki między charakterystykami częstotliwościowymi a czasowymi 7.8. Ograniczenia i sposoby projektowania 7.9. Proste zasady projektowania skomplikowanych regulatorów 7.10. Składnik forsujący sterowania 7.11. Regulatory PID 8. Projektowanie dyskretnych układów regulacji modelowanych za pomocą skalarnej transmitancji 8.1. Transmitancyjne modele dyskretnych układów regulacji 8.2. Stabilność układu zamkniętego 8.3. Odtwarzanie wielomianowych wymuszeń w stanach ustalonych dyskretne układy astatyczne 8.4. Odporność stabilności w układzie zamkniętym, tłumienie dyskretnych zakłóceń harmonicznych i odtwarzanie dyskretnych, harmonicznych wymuszeń 8.5. Metody projektowania dyskretnych układów regulacji 8.6. Dyskretne regulatory PID 9. Sterowalność i obserwowalność układów ciągłych 9.1. Podstawowe zależności opisujące ciągłe układy dynamiczne w przestrzeni stanów 9.2. Sterowalność układów ciągłych 9.3. Obserwowalność układów ciągłych 9.4. Dekompozycja Kalmana i realizacja minimalna 10. Sterowalność i obserwowalność układów dyskretnych 10.1. Podstawowe zależności opisujące dyskretne układy dynamiczne w przestrzeni stanów 10.2. Sterowalność układów dyskretnych 10.3. Obserwowalność układów dyskretnych 10.4. Dekompozycja Kalmana i realizacja minimalna 10.5. Sterowalność a okres próbkowania 11. Lokowanie biegunów układu zamkniętego 11.1. Statyczne sprzężenie zwrotne od wyjścia obiektu 11.2. Statyczne sprzężenie zwrotne od wektora stanu w układzie jednowejściowym 11.3. Astatyzm w jednowejściowym układzie ze sprzężeniem zwrotnym od wektora stanu 11.4. Sprzężenie od wektora stanu minimalizujące kwadratowy wskaźnik jakości układ ciągły 11.5. Sprzężenie od wektora stanu minimalizujące kwadratowy wskaźnik jakości układ dyskretny 11.6. Lokowanie biegunów układu dyskretnego w zerze układy dead-beat 11.7. Przykłady projektowania układów sterowania metodą lokowania biegunów 12. Odtwarzanie zmiennych stanu 12.1. Obserwator Luenbergera 12.2. Projektowanie obserwatora w układzie jednowyjściowym 12.3. Obserwator zakłóceń 12.4. Obserwator zredukowany 12.5. Wykorzystanie obserwatora do przesuwania biegunów w układzie o jednym wejściu i jednym wyjściu 12.6. Obserwator + regulator proporcjonalny = kompensator dynamiczny 12.7. Regulacja ze składnikiem forsującym 12.8. Astatyzm w układzie z obserwatorem 12.9. Przykłady projektowania układów regulacji z obserwatorem DODATKI D0. Matematyczne podstawy automatyki D0.1. Liczby i wektory D0.2. Elementy analizy matematycznej D0.3. Podstawy rachunku macierzowego D1. Transformata Laplacea D1.1. Definicja D1.2. Podstawowe właściwości przekształcenia Laplacea D1.3. Przykłady wykorzystania właściwości transformaty Laplacea D1.4. Obliczanie transformat odwrotnych D2. Transformata Z D2.1. Definicja transformaty Z D2.2. Właściwości transformaty Z D2.3. Transformata odwrotna D2.4. Liniowe równania różnicowe D3. Typowe elementy liniowych, ciągłych systemów dynamicznych D3.1. Element proporcjonalny D3.2. Element inercyjny pierwszego rzędu D3.4. Idealny element różniczkujący D3.5. Element różniczkujący rzeczywisty (różniczkujący z inercją) D3.6. Regulator PD D3.7. Element całkujący z inercją D3.8. Element inercyjny drugiego rzędu D3.9. Element oscylacyjny D3.10. Element opóźniający D3.11. Korektor opóźniający fazę D3.12. Korektor przyspieszający fazę D3.13. Korektor przyspieszająco/opóźniający fazę D3.14. Regulator PI D3.15. Regulator PID D4. Dyskretne odpowiedniki elementarnych układów dynamicznych D4.1. Element inercyjny pierwszego rzędu D4.4. Układ różniczkujący z inercją D4.6. Układ całkujący z inercją D4.7. Układ inercyjny drugiego rzędu D4.8. Układ oscylacyjny D4.9. Element opóźniający D4.10. Korektor opóźniający fazę D4.11. Korektor przyspieszający fazę D4.12. Regulator PI