Είδη και δομή οχημάτων, διατάξεις κινητήρα και συστήματος μετάδοσης ισχύος.

Στατική οχήματος: Κατανομή βάρους, κέντρο βάρους και συνθήκες ανατροπής, δυνάμεις στους τροχούς.

Ανάρτηση: Ζάντες και ελαστικά, αντίσταση στην κύλιση, πρόσφυση, είδη ανάρτησης κινητήριων και κινούμενων τροχών, γεωμετρία και κινηματική διαφόρων ειδών ανάρτησης, δυνάμεις στα σημεία συνδέσεως. Ελατήρια και αποσβεστήρες.

Σύστημα διευθύνσεως: Γεωμετρία και κινηματική, κατασκευαστική διαμόρφωση, υποβοήθηση.

Σύστημα πέδησης: Δισκόφρενα και ταμπούρα, μηχανική και υδραυλική υποβοήθηση, κατανομή πίεσης.

Σύστημα μετάδοσης ισχύος: Μηχανικοί συμπλέκτες και μετατροπείς ροπής, Χειροκίνητα και αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων, ελεύθερα διαφορικά και διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης, ομοκινητικοί σύνδεσμοι. Το μάθημα περιλαμβάνει ασκήσεις θέματα και εργαστήρια

Το μάθημα «Αεροπορικοί Κινητήρες» ασχολείται με την μελέτη της κατασκευής και λειτουργίας των Αεροπορικών Κινητήρων. Αρχικά, αναφέρονται τα ιστορικά στοιχεία που οδήγησαν τις εξελίξεις στους κινητήρες των αεροσκαφών. Εξετάζονται οι διάφορες παράμετροι που καθορίζουν την απαιτούμενη ώση για την επιτυχή εκτέλεση διαφόρων αεροπορικών αποστολών. Ιδιαίτερη εμφαση δίνεται στη λειτουργία των κινητήρων και στους θερμοδυναμικούς κύκλους που ακολουθούν οι αεροπορικοί κινητήρες. Αναλύονται διεξοδικά ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός και η χρήση των διάφορων στοιχείων των στροβιλομηχανών καθώς και των μη στρεφόμενων στοιχείων του κινητήρα. Εξετάζονται τα διάφορα σημεία της αποστολής του σκάφους σχετικά με τις απαιτήσεις και τα τεχνολογικά όρια που εισάγουν στην κατασκευή των διάφορων τύπων κινητήρων. Επίσης, εξετάζεται η παραγωγή ρύπων από αεροπορικούς κινητήρες με ιδιαίτερη έμφαση στην ηχορύπανση. Τέλος γίνεται η αποτίμηση της θερμομηχανικής αντοχής των αεροπορικών κινητήρων και μελετώνται οι σχεδιαστικές παρεμβάσεις που βελτιστοποιούν την κατασκευή και λειτουργία τους. Μελοντικές σχεδιαστικές καινοτομίες και παρεμβάσεις αποτελούν αντικείμενο μελέτης του μαθήματος.

Τα θέματα που εξετάζονται αφορούν στην ανάπτυξη μεθοδολογίας σχεδιασμού, την οικονομική ανάλυση σχεδιαστικών λύσεων, στη βελτιστοποίηση και τον αυτόματο έλεγχο των διεργασιών για την ικανοποίηση των προδιαγραφών στην παραγωγή προϊόντων, στην ολιστική διαχείριση των ενεργειακών απαιτήσεων μιας βιομηχανικής εγκατάστασης και στην ανάλυση ρίσκου δημιουργίας και αποφυγής επικίνδυνων καταστάσεων. 

Η μελέτη και ανάλυση της δυναμικής συμπεριφοράς συστημάτων ανάδρασης. Η σχεδίαση συστημάτων αυτομάτου ελέγχου για επιθυμητή δυναμική συμπεριφορά. Εφαρμογές σε μηχανολογικά, ηλεκτρολογικά, θερμικά, υδραυλικά και παραγωγικά συστήματα.

Μάθημα: Αυτόματος και Ψηφιακός Έλεγχος Δυναμικών Συστημάτων

Διδάσκων: Π. Σεφερλής

Επικουρούντες: Κ. Γερμακόπουλος, Π. Καζεπίδης, Α. Καφετζής, Μ. Γκιώνης

Τρόπος διδασκαλίας: Εξ αποστάσεως – Σύνδεσμος meet.google.com/itk-btmc-wjd

Εmail: seferlis@auth.gr – ιστόχωρος: users.auth.gr/seferlis – τηλ.: 2310 994229

 

Στόχοι Μαθήματος:

  • Η μελέτη και ανάλυση της δυναμικής συμπεριφοράς ψηφιακών συστημάτων ανάδρασης. 
  • Η σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων αυτόματου ελέγχου για επιθυμητή δυναμική συμπεριφορά. 
  • Η αναγνώριση δυναμικών συστημάτων και η ανάπτυξη δυναμικών μοντέλων με μη-παραμετρικές και παραμετρικές τεχνικές.
  • Η εφαρμογή των μεθόδων σχεδίασης ψηφιακών ελεγκτών σε μηχανολογικά, ηλεκτρολογικά, θερμικά, ενεργειακά, υδραυλικά και παραγωγικά συστήματα. 

 

Περιγραφή Ύλης:

1. Eπανάληψη των βασικών εννοιών στην ανάλυση και σχεδίαση συστημάτων αυτόματου ελέγχου

2. Βελτίωση επίδοσης απλού βρόχου ανάδρασης

Έλεγχος διαδοχικών βρόχων – Έλεγχος πρόδρασης – Αντιστάθμιση καθυστέρησης χρόνου Ενεργός έλεγχος σε συστήματα μηχανικών κατασκευών

3. Συστήματα ελέγχου πολλαπλών βρόχων 

            Αλληλεπίδραση βρόχων – Σχεδιασμός ελεγκτών πολλαπλών βρόχων 

4. Εισαγωγή στην ανάλυση ψηφιακών συστημάτων

Συστήματα δειγματοληψίας – ανάλυση δειγμάτων

            Μετασχηματισμός z – παλμική συνάρτηση μεταφοράς

            Μετατροπή ψηφιακών σημάτων σε συνεχή

            Ορισμός ευστάθειας σε ψηφιακά συστήματα

5. Σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων ελέγχου

            Ψηφιακός PID – παραμετροποίηση ελεγκτών

            Εργαστηριακή άσκηση σε ψηφιακό PID (υπό διερεύνηση η δυνατότητα εκπόνησης της άσκησης με φυσική παρουσία)

            Σχεδίαση με το γεωμετρικό τόπο ριζών

6. Σχεδίαση συστημάτων ελέγχου στο πεδίο μεταβλητών κατάστασης

            Ελεγξιμότητα – Παρατηρησιμότητα

            Ανάδραση καταστάσεων – Ολοκληρωτική δράση

7. Σχεδίαση παρατηρητών στο πεδίο μεταβλητών κατάστασης

            Εκτίμηση καταστάσεων και παραμέτρων (Παρατηρητές – φίλτρα)

            Αντιστάθμιση με παρατηρητές

8. Εισαγωγή στις στοχαστικές ταλαντώσεις

            Ανάλυση στοχαστικών διαδικασιών 

            Γραμμικά σταθερά και μη σταθερά μοντέλα 

Απόκριση ταλαντωτών σε στοχαστικές διεγέρσεις 

 

9. Αναγνώριση δυναμικών συστημάτων

            Mη παραμετρική αναγνώριση συστημάτων στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας

            Παραμετρική αναγνώριση συστημάτων 

Επιλογή δομής μοντέλου και πιστοποίηση μοντέλου 

            Συνάρτηση μετάδοσης ταλαντωτικού συστήματος 

            Εκτίμηση παραμέτρων 

CourseSyllabus_Digital_2020.pdfCourseSyllabus_Digital_2020.pdf

Η σχεδίαση και μελέτη συστημάτων βέλτιστου ελέγχου για επιθυμητή δυναμική συμπεριφορά. Εφαρμογές σε μηχανολογικά και ηλεκτρολογικά συστήματα και συστήματα παραγωγικών διεργασιών.

Καρτεσιανά γινόμενα, σχέσεις ισοδυναμίας, μαθηματική επαγωγή.Στοιχεία Τριγωνομετρίας. Βασικές Έννοιες Μιγαδικών Αριθμών. Πίνακες, πράξεις με πίνακες. Γραμμικά ομογενή συστήματα αλγεβρικών εξισώσεων, χώρος λύσεων. Μη ομογενή γραμμικά συστήματα. Ορίζουσες. Διανυματικοί χώροι. Διανυσματικοί υπόχωροι. Βάση διανυσματικού χώρου. Γραμμικές απεικονίσεις. Ιδιοτιμές και ιδιοδιανύσματα πινάκων. Διαγωνιοποίηση ερμιτιανών πινάκων. Διανυσματικοί χώροι με εσωτερικό γινόμενο. Ορισμένες και ημιορισμένες τετραγωνικές μορφές. Εσωτερικό, εξωτερικό και μικτό γινόμενο διανυσμάτων. 

Διαφορικές εξισωσεις (ΔΕ):

Ορισμοί και βασικές ιδιότητες.

ΔΕ 1ης τάξης (ακριβείς, γραμμικές 1ης τάξης, Bernoulli, RIcatti, πολλαπλασιαστής Euler).

ΔΕ 2ης τάξης. Ομογενείς και μη ομογενείς. Μέθοδος προσδιοριστέων συντελεστών. Θεωρία Wronski.

ΔΕ ανωτερης τάξης, υποβιβαβσμός τάξης. 

Μετασχηματισμός Laplace-Θεωρία και εφαρμογές στην επιλυση γραμμικών ΔΕ.

Γραμμικά Συστήματα ΔΕ: Βασική θεωρία, Ομογενη και μη Ομογενή γραμμικά συστήμα ΔΕ. Επίλυση με την μέθοδο των ιδιοτιμών. 

επιλυση προβλημάτων συνοριακών τιμών. Εισαγωγή στην θεωρία Μερικών Διαφορικών Εξισώσεων.

Σημασία και ρόλος των αποθεμάτων. Μέθοδοι πρόβλεψης ζήτησης. Καθοριστικά συστήματα διαχείρισης αποθεμάτων:

(α) στην περίπτωση γνωστής και σταθερής ζήτησης και

(β) στην περίπτωση γνωστής και μεταβαλλόμενης ζήτησης.

Στοχαστικά συστήματα διαχείρισης αποθεμάτων πολλαπλών περιόδων, συνεχούς και περιοδικής επιθεώρησης. 

Στοχαστικά συστήματα διαχείρισης αποθεμάτων εποχικών και καινοτόμων προϊόντων (μιας περιόδου). 

Συντονισμένη διαχείριση αποθεμάτων πολλών προϊόντων.