Μάθημα : Ψηφιακός Έλεγχος

1. Εισαγωγικές έννοιες αναλογικών και υβριδικών συστημάτων. Μετασχηματισμός Ζ - ιδιότητες - συνέλιξη.
2. Αντίστροφος Ζ -- μέθοδος μερικών κλασμάτων και μιγαδικής ολοκλήρωσης -- Συνάρτηση μεταφοράς υβριδικών συστημάτων.
3. Μέθοδοι διακριτοποίησης (αμετάβλητης κρουστικής απόκρισης, zero order hold –ZOH, Tustin ή διγραμμική). Μελέτη των ιδιοτήτων τους και τυπικά φαινόμενα [επικάλυψη –aliasing, (προ-) παραμόρφωση – (pre-)warping].
4. Διακριτές εξισώσεις κατάστασης - Ευθεία μορφή (Observer Canonical Form)- Κανονική μορφή (Controller Canonical Form) - Λύση εξισώσεων κατάστασης.
5. Ανάλυση κλειστών διακριτών συστημάτων με εξισώσεις κατάστασης. Μελέτη ευστάθειας συστημάτων δειγματοληπτικών δεδομένων – υπενθύμιση Γεωμετρικού Τόπου Ριζών.
6. Σχεδίαση ψηφιακών ελεγκτών από αναλογικά πρότυπα. Τυπικές περιπτώσεις (σύστημα βιομηχανικής διεργασίας) σχεδιασμού ελεγκτή δύο (PI, PD) ή και τριών όρων PID μέσω Γεωμετρικού Τόπου Ριζών.
7. Έλεγχος με ανάδραση μεταβλητών κατάστασης, ελεγξιμότητα (controllability) – παρατηρησιμότητα (observability), τοποθέτηση πόλων κλειστού βρόχου, έλεγχος Dead-beat, παρατηρητές (observers) Luenberger.

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν ευρεία γνώση πάνω στις αρχές λειτουργίας και ελέγχου συστημάτων διακριτού χρόνου. Επεκτείνονται οι γνώσεις των φοιτητών που αποκτήθηκαν σε μαθήματα προηγουμένων εξαμήνων σχετικές με τη μοντελοποίηση και ανάλυση συστημάτων αλλά και το σχεδιασμό ελεγκτών συστημάτων στο διακριτό πεδίο.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

1. Να γνωρίζουν το αντικείμενο, τη μεθοδολογία και τις εφαρμογές του ψηφιακού ελέγχου
2. Να διακρίνουν τα χαρακτηριστικά και τις διαφορές ψηφιακών, υβριδικών και αναλογικών συστημάτων.
3. Να μετατρέπουν ένα σύστημα από το συνεχή χρόνο στο διακριτό και το αντίθετο.
4. Να μπορούν να αναλύσουν τη συμπεριφορά ενός συστήματος διακριτού χρόνου στο πεδίο του χρόνου και στο πεδίο της συχνότητας.
5. Να σχεδιάζουν και να συνθέτουν ελεγκτές που θα υλοποιηθούν σε ψηφιακό υλισμικό.
6. Να εφαρμόζουν τις τεχνικές ψηφιακού ελέγχου σε ψηφιακά, ή αναλογικά συστήματα.
7. Να διαθέτουν πρακτική εμπειρία τόσο ανάλυσης όσο και εφαρμογής στο διακριτό χρόνο που θα αποκτήσουν στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος.