2010-11-30_8:50-12:00

• Seminarske naloge: namesto tankerja s 500 tonami pričakujem, da boste v besedilo vključili resnične podatke za tanker s 3500 tonami regulacijskega sistema, ki ste ga izbrali. Pišite mi, če potrebujete pomoč. Do naslednjega tedna pričakujem osvežene različice: Sistem smeri ladje (dušenje, regulacija, ki zagotavlja dvojni realni pol v kompleksni ravnini za zaprtozančni sistem v primeru potreb po hitri reakciji v sili ali dva realna pola za običajno manevriranje na odprtem morju), Sistem hlajenja glavnega motorja (z motornega kolesa preidite na ladijski motor), Sistem nadzora nad vsebnostjo kisika v prostoru z nafto (navodila po e-pošti) in sistem nadzora nad slanostjo na ladji (navodila po e-pošti).
• AVTOMATIZACIJA Prehod od pnevmatskih, hidravličnih (mehanskih) sistemov k elektriškim, toda ponekod ostaja prenos moči še vedno hidravličen ali pnevmatski. Kje? Kakšen splošen namen ima avtomatizacija? Katere potrebe in zahteve človeka so izpolnjene s samodejno delujočimi napravami?
• Pnevmatski in elektriški sistemi (primerjaj s Kernev, str. 48 – 54)
• Tipalo (senzor) kot stik samodejne naprave z realnostjo oz. za spremljanje opazovane veličine. V delovanju tipala je pomembna zanesljivost delovanja.
• Kaj imajo skupnega logična stanja v digitalni elektroniki in funkcije Boolove algebre? (poišči odgovor v Čop)
• Kako se obdelujejo podatki s tipal in kako poteka vodenje aktuatorjev v sistemih (analogni sistem, digitalni sistem, mikrorocesor, računalnik, sistemi z mehko logiko, za največjo zanesljivost s t.i. krhko logiko) (primerjaj Čop)
• Samodejni sistem, ki opazuje nek proces ima lahko tudi sposobnost napovedovanja prihodnjega obnašanja opazovanega procesa. Zadostna količina shranjenih oz. zapomnjenih ali naučenih obnašanj ter posledic reagiranj (vožnja: način vožnje – poraba goriva, vreme: tlak, temperatura – napoved sneženja, manevriranje ladje: vzvalovanost, potreben zasuk – čas za doseganje želene smeri) so osnova za takšno napovedovanje.
• V digitalnih sistemih nastavljeni prag opazovane veličine odloča o logičnem stanju (nič ali ena)
• Postopki v mikroelektroniki za izdelavo elementov vezij (video v angleščini)

• postopki od silicijeve rude do vnašanja primesi v silicijevo rezino po plasteh preko izmenjujočih se mask, s čimer nastajeno elementi: diode, tranzistorji in integrirana vezja (poenostavljen prikaz izdelave mikroprocesorja – brez besed) 

• Današnji (letošnji) nano-tehnološki domet: tranzistor iz sedmih atomov (http://www.bbc.co.uk/news/10146704)
• Vaja z digitalnimi vezji (Opazili ste razliko med odločitvenimi in spominskimi vezji – Razložite razliko!) in preprostim avtomatom (Opišite delovanje avtomata! Kakšno vlogo ima element tranzistor?)

2010-11-23_8:50-12:30

• V seminarski nalogi Sistem regulacije temperature glavnega ladijskega motorja je bil poleg osnovnih značilnosti hladilnega sistema (primarnega in sekundarnega) predstavljen preizkus 86 kW motorja (600 ccm) z notranjim izgorevanjem v praznem teku pri zunanji temperaturi 12 st. C. Zabeležena lastna perioda 7 min povzema fizične lastnosti (masa bloka motorja in pretok 3,5 l hladilne tekočine) in možnosti črpalk hladilne tekočine, ki jo vklaplja termostat.
• Avtomatizacija in regulacija ladijskih sistemov slonita na zanesljivosti odčitavanj oz. kazanj merilnih sistemov.
• Način preverjanja pravilnosti kazanja in kalibriranja merilnih instrumentov je prilagojen pomembnosti za varnost delovanja ladje.  Pri preverjanju pravilnosti delovanja imamo pred seboj vedno fizikalni pogled na proces ter pregled nad (pričakovanimi) motnjami in naključnimi pojavi (šumi).
• preizkus analognega PI regulatorja enosmernega motorja je pokazal vpliv nastavljanja Kp in Ki na parametre odziva na stopnico (čas naraščanja, velikost prenihaja, čas vnihavanja). Pred določanjem optimalnih Kp in Ki moramo se moramo natančno odločiti katerega od parametrov odziva jemljemo kot najbolj pomembnega – optimizirali smo čas vnihavanja in v delovni točki (tok rotorja 2,7 A, tok statorja 2,4 A, tok zavornega generatorja 1,5 A, hitrost 1010 vrt. /min.) Kp=10, Ki=10, čas naraščanja= 1,0 s, prenihaj 35 vrt./min., čas vnihavanja = 8 s.
• Ali poudarjamo zgodovino ali trenutno vrednost ali trend napake e(t) (= odstopanja trenutne vrednosti od željene) pokažemo z večjo vrednostjo ali Ki ali Kp ali Kd. Optimalno nastavitev regulatorja lahko s pomočjo tabel določimo že, če poznamo odziv na stopnico odprtozančnega sistema.

2010-11-16_8:50-12:00

• regulacijski proces hitrosti plovila, merjenje hitrosti temelji na merjenju tlaka, ki se pretvori v električno veličino, da se primerja z željeno (referenčno) vrednostjo
• preizkus odziva enosmernega motorja na povečanje toka rotorja. Tok se lahko poveča zaradi napake, na primer preboja izolacije med ovoji rotorskega navitja. Določili ste časovno konstanto Tk motorja v delovni točki motor-generatorja (hitrost vrtenja pred spremembo 1010 vrt./min, tok rotorja motorja in tok električne obremenitve generatorja), izmerjena Tk znaša 1,3 s.
• iz rezultatov meritve smo izdelali model motorja v obliki prenosne funkcije G. Za dodani optimalni regulator s prenosno funkcijo Gc smo določili odziv modela v zaprti zanki na stopnico v časovnem prostoru. Za primerjavo je dodan odziv nekompenziranega sistema.
• 23. novembra je po predstavitvi obnovljenih seminarskih nalog ob vaši polni zasedbi na vrsti vaja praktična regulacija enosmernega motorja z analognim PI regulatorjem.

2010-11-09-8:50-11:50

• Nastaja zanimivo poročilo o preizkusu delovanja vklop-izklop (ang. on-off) regulacije sistema hlajenja motornega kolesa. Naslednjič predstavitev v okviru teme hlajenje glavnega motorja.
• Najprej smo izvedli simulacijo delovanja servomotorja, če ga vklopimo in primerjali časovne odzive položaja (enakomerno naraščanje), kotne hitrosti (po prehodnem pojavu postane konstanta), toka oz. kotnega pospeška (špica oz. odvod stopnice v trenutku vklopa, nato eksponencialni upad do vrednosti, v kateri tok pokriva izgube zaradi trenja v ležajih)
• Izvedli smo regulacijo položaja servomotorja z vgnezdeno povratno zanko v regulacijo hitrosti, ki je vgnezdena v zanko regulacije toka. V dejanskem preizkusu regulacije položaja se je referenčna (željena) vrednost položaja (kota) vztrajnika motorja spreminjala na vsake pol sekunde za en obrat naprej in en obrat nazaj. Lastnoročno ste se prepričali, da s povečevanjem trenja spreminjate časovni potek odziva na stopnico od podkritično dušenega (prenihaj) do kritično oz. nadkritično dušenega. V ponazoritvi sistema servomotorja kot sistema drugega reda smo si predstavljali kompleksno ravnino, v kateri se zaradi povečevanja dušenja oba pola prenosne funkcije premikata kot konjugirano kompleksen par do dvojnega pola in se nato razmikata vsaksebi kot dva realna pola.
• Premikanja polov opazovanih sistemov proti dvojnemu polu oz. obnašanja sistemov h kritično dušenemu režimu pa v praksi ne dosegamo le s povečevanjem ali zmanjševanjem mehanskega dušenja ampak z dodatnim regulatorjem v odprti ali v zaprti zanki.
• Do naslednjič: prenovljene seminarske naloge, nova seminarska: regulacija slanosti vode na plovilih (zakaj, kako, tipala, razlaga regulacije s povratno zanko).
• 16. novembra je po predstavitvi obnovljenih seminarskih nalog ob vaši polni zasedbi na vrsti vaja praktični preizkus in regulacija enosmernega motorja z analognim PI regulatorjem.

2010-11-02_8:50-12:00

• Predlagam, da se vsi osredotočite na isto plovilo: tanker z bruto tonažo 500.
• Po debati in dobljenih navodilih dodelajte seminarske naloge v pisni obliki: stabilnost in vzroki motenj, posledice motenj za življenjsko dobo sistema, parametri, ki v vašem sistemu predstavljajo vztrajnost (masa), izgube sistema (koef. trenja) in dinamičnost izmenjavanja energije podsistemov (konst. vzmeti). Kako pogosto standardi IMO zahtevajo preizkušanje senzorjev oz. tipal?
• Hlajenje glavnega motorja (ponovite preizkus in vnesite rezultate v Excel, zanesljivost temperaturnih tipal). Nadzor kisika v tankerskih posodah z nafto (vpihavanja inertnega plina ob nepravilnem izgorevanju, način preizkusov tipal kisika).
• predstavitev sistema za smer vožnje plovila (motnje na različnih mestih regulacijske zanke, obračanje lista krmila s hidravliko – ali je to edina izvedba?), dogovor za seminarja sistem hitrosti oz. pogona plovila, nadzor tlaka v kompresorju ali v parnem kotlu (predstavitev od osnovne regulacijske zanke, posebnosti senzorjev, aktuatorjev, merilnih pretvornikov, motenj do )
• Položaj polov prenosne funkcije v kompleksni ravnini vpliva na značaj dušenja sistema drugega reda oz. njegov odziv na stopnico.  Da je sistem stabilen, morata imeti pola realno komponento negativno. Naloga: Koliko mora znašati b, da dobimo v sistemu vozička med dvema vzmetema pri znanih m in k dvojni (realni) pol prenosne funkcije oz. kritično dušen odziv?
• Model regulatorja PID (ojačevalnik, integrator, odvajalnik napake), nastavljanje koeficientov Kp, Ki in Kd v regulatorju vpliva na odziv reguliranega (povratnozančnega) sistema.
• Študij modela enosmernega motorja (v priročniku za vaje), izenačevanje navora zaradi električnih oz. magnetnih veličin z mehanskim navorom (mehanska obremenitev, vztrajnostni moment, trenje). Določite prenosno funkcijo, če opazujemo kotno hitrost v odvisnosti od napetosti na rotorju.
• prihodnjič: simulacija delovanja električnega motorja ob vklopu oz. spremembi Ua, določanje parametrov realnega sistema 1. reda z mrtvim časom in iskanje optimalnega regulatorja.