Účelem práce je návrh a ověření řízení teploty v rodinném domě pomocí prediktivního regulátoru. Velkou výhodou prediktivního řízení je možnost vzít v úvahu při výpočtu optimálního akčního zásahu vliv různých poruchových veličin, a to dokonce jejich budoucího průběhu. V práci je nejdříve vytvořen simulační model chování teploty v domě v simulačním prostředí Simulink. Na základě tohoto modelu jsou experimentální identifikací nalezeny přenosy topení, slunečního svitu a venkovní teploty pro jednu z místností, konkrétně pro obývací pokoj. Dále jsou na modelu porovnány různé způsoby regulace pomocí dvoupolohového regulátoru, PID regulátoru a prediktivního regulátoru.
Anotace v angličtině
The aim of this work is a design and verification of heating control in a family home using model predictive control mechanisms. Big advantage of the predictive control is the possibility to take into account the influence of different variables on the output value counting with the dynamics. Firstly the simulation model of temperature behaviour in a home is created in Simulink software. Using experimental identification the transfer functions for heating, solar irradiation and outside temperature for the living room are found from the simulation model in Simulink. Then different approaches to control are shown using a relay, PID controller and predictive controller.
Experimental identification, Predictive control, Mathematical modeling, Heating systems
Rozsah průvodní práce
74 s. (68 429 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Účelem práce je návrh a ověření řízení teploty v rodinném domě pomocí prediktivního regulátoru. Velkou výhodou prediktivního řízení je možnost vzít v úvahu při výpočtu optimálního akčního zásahu vliv různých poruchových veličin, a to dokonce jejich budoucího průběhu. V práci je nejdříve vytvořen simulační model chování teploty v domě v simulačním prostředí Simulink. Na základě tohoto modelu jsou experimentální identifikací nalezeny přenosy topení, slunečního svitu a venkovní teploty pro jednu z místností, konkrétně pro obývací pokoj. Dále jsou na modelu porovnány různé způsoby regulace pomocí dvoupolohového regulátoru, PID regulátoru a prediktivního regulátoru.
Anotace v angličtině
The aim of this work is a design and verification of heating control in a family home using model predictive control mechanisms. Big advantage of the predictive control is the possibility to take into account the influence of different variables on the output value counting with the dynamics. Firstly the simulation model of temperature behaviour in a home is created in Simulink software. Using experimental identification the transfer functions for heating, solar irradiation and outside temperature for the living room are found from the simulation model in Simulink. Then different approaches to control are shown using a relay, PID controller and predictive controller.
Experimental identification, Predictive control, Mathematical modeling, Heating systems
Zásady pro vypracování
Cíl: Vytvořit simulační model vytápění rodinného domu a odsimulovat různé strategie řízení.
Obsah teoretické části: Modelování a simulace, experimentální identifikace, regulace, dvoupolohový regulátor, PID regulátor, prediktivní regulátor.
Obsah implementační části: Vytvoření matematického modelu rodinného domu. Uvažování různé prostorové dispozice domu, různého způsobu vytápění (centrálního vytápění, přímotopů a podlahového topení) a zahrnutí vlivu okolní teploty a slunečního záření. Odhad neznámých parametrů. Verifikace modelu - simulace typických stavů a situací. Simulace různých strategií řízení a zhodnocení výsledků.
Zásady pro vypracování
Cíl: Vytvořit simulační model vytápění rodinného domu a odsimulovat různé strategie řízení.
Obsah teoretické části: Modelování a simulace, experimentální identifikace, regulace, dvoupolohový regulátor, PID regulátor, prediktivní regulátor.
Obsah implementační části: Vytvoření matematického modelu rodinného domu. Uvažování různé prostorové dispozice domu, různého způsobu vytápění (centrálního vytápění, přímotopů a podlahového topení) a zahrnutí vlivu okolní teploty a slunečního záření. Odhad neznámých parametrů. Verifikace modelu - simulace typických stavů a situací. Simulace různých strategií řízení a zhodnocení výsledků.
Seznam doporučené literatury
DRÁBEK, O., MACHÁČEK, J. Experimentální identifikace. Vysoká škola chemicko-technologická v Pardubicích, 1987.
MIKLEŠ, J., FIKAR, M. Modelovanie, identifikácia a riadenie procesov 2. Identifikácia a optimálne riadenie. STU v Bratislave, 2004.
BALÁŤE, J. Automatické řízení. 2 vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2004.
DUŠEK, F., HONC, D. Matlab a Simulink, Úvod do používání. skriptum, Univerzita Pardubice, vydání první, Pardubice, 2005.
Seznam doporučené literatury
DRÁBEK, O., MACHÁČEK, J. Experimentální identifikace. Vysoká škola chemicko-technologická v Pardubicích, 1987.
MIKLEŠ, J., FIKAR, M. Modelovanie, identifikácia a riadenie procesov 2. Identifikácia a optimálne riadenie. STU v Bratislave, 2004.
BALÁŤE, J. Automatické řízení. 2 vyd. Praha: BEN - technická literatura, 2004.
DUŠEK, F., HONC, D. Matlab a Simulink, Úvod do používání. skriptum, Univerzita Pardubice, vydání první, Pardubice, 2005.
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Cílem práce bylo vytvořit simulační model vytápění rodinného domu a odsimulovat různé strategie řízení. Diplomant sestavil a realizoval poměrně složitý model, byl schopen samostatné práce a použil teoretické znalosti například při odvození prediktivního regulátoru s dopřednou znalostí poruchových veličin - okolní teploty a slunečního svitu. Všechny body zadání byly splněny.