Automatika

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Question book-new.svg Ovaj članak ili neka od njegovih sekcija nije dovoljno potkrijepljena izvorima (literatura, web-stranice ili drugi izvori).
Ako se pravilno ne potkrijepe validnim izvorima, sporne rečenice i navodi mogli bi biti obrisani. Pomozite Wikipediji tako što ćete navesti validne izvore putem referenci te nakon toga možete ukloniti ovaj šablon.
Gnome-edit-clear.svg Ovaj članak zahtijeva čišćenje.
Molimo Vas da pomognete u poboljšavanju članka pišući ili ispravljajući ga u enciklopedijskom stilu.
Kontrolne sobe predstavljaju uređene sisteme automatskog upravljanja kojima se uz minimalno učešće čovjeka kontrolišu znatno velika postrojenja.

Automatika (grč. "automatos", koji se sam od sebe događa") jest naučno-tehnička disciplina koja proučava teoriju i konstrukciju sistema koji funkcionišu bez neposrednog ljudskog sudjelovanja.

To je grana elektrotehnike koja se najviše bazira na principima upravljanja odnosno regulacije, sve s ciljem dobijanja jednostavnih ili visokosofisticiranih sistema koji bi obavljali neku određenu funkciju.

Historija automatike[uredi | uredi izvor]

U praktičnom smislu principi automatike korišteni su još u antičko doba. Od antičkog doba do industrijske revolucije, automatika kao disciplina se koristila najčešće u mehanizmima za razonodu više klase. Prvi teoretski rad vezan za automatiku je objavio James Clerk Maxwell 1868. godine pod nazivom "O regulatorima".

Primjer automatskog sistema (3. vijek p.n.e): podizanjem ili spuštanjem nivoa vode odgovara određenom vremenu.

Bitniji razvoj teorije počeo je sa konstrukcijom parne mašine. U to vrijeme teorije je dosta kasnila za praktičnim razvojem jer su isti teoretski principi bili teško objašnjivi. Zato se principi funkcionisanja sistema automatskog upravljanja predstavljaju diferencijalnim jednačinama. Intenzivniji razvoj automatike kao zasebne discipline kibernetike počinje u 20. stoljeću razvojem elektrotehnike odnosno elektronike.

Discipline u okviru automatike[uredi | uredi izvor]

Automatizacija predstavlja nauku koja predstavlja sve mjere poduzete za prenos rada čovjeka na mašine, obično kroz tehnički napredak, pri čemu se smanjuje potreba za ljudskom prisutnosti pri radu tih mašina. Automatika se bavi automatizacijom svih tehnoloških procesa.

Automacija predstavlja disciplinu prenosa rada čovjeka na automate. Jedan od oblika visokoautomatizovanih sistema su roboti, pa unutar ove susreće se i poddisciplina robotika.

Osnovni pojmovi automatike[uredi | uredi izvor]

Sistem predstavlja skup elemenata (komponenata) koji su međusobno povezani sa zajedničkim djelovanjem u cilju izvršavanja neke funkcije koja se ne bi mogla ostvariti pojedinačno. Svakom sistemu je svojstveno da ima određenu formu kretanja (promjenu u vremenu). Posebna forma kretanja čija je zajednička mjera energija naziva se fizička forma kretanja. Objekti koji se bitno ispoljavaju po fizičkoj formi kretanja (energetskom stanju) nazivaju se fizičkim sistemima.

U automatici najpodesnija slika objektnog fizičkog sistema je blok. Informacija o stvarnom fizičkom sistemu nije potpuna ako blok ne raspolaže sa određenim podacima odnosno parametrima.

Da bi se u sistemu izazvale željene promjene potrebno je da se na njega djeluje određenim veličinama koje se u automatici nazivaju ulazne veličine odnosno pobude. Djelovanje pobude na fizički sistem dovodi do promjene energetskog stanja u njemu zbog čega on djeluje na okolinu. Veličine preko kojih sistem djeluje na okolinu u automatici nazivaju se izlazne veličine ili odziv. Prikaz sistema pomoću bloka, pobude i odziva se naziva dinamičko modeliranje.

Primjer blok dijagrama sa povratnom vezom, gdje y(t) predstavlja odziv (regulisanu veličinu).

Upravljanje i regulacija[uredi | uredi izvor]

Za rad tehničkih sistema najvažnija je njihova funkcionalnost, te pored nje tačnost, sigurnost, pouzdanost, ekonimičnost i slično.

Usmjeravanje radnih operacije s ciljem istovremenog ispunjavanja svih zadataka naziva se upravljenje. Općenito ono može biti ručno, uz neprekidno angažovanje čovjeka, odnosno automatski. Bez obzira na oblik upravljanja potrebno je poznavati zakonitosti po kojima sistem funkcioniše. Te jednačine se nazivaju jednačine kretanja sistema i obično se radi o diferencijalnim jednačinama.

Upravljanje kojim se postiže regulisano stanje neke izlazne veličine naziva se regulacija. Najvažnije za regulirane sisteme je postojanje povratne veze sa izlaza sistema na ulaz. Zbog toga se odvija manipulacija. Manipulacija predstavlja način i sredstvo prenošenja informacija sa operatora odnosno upravljačkog uređaja na objekt upravljanja odnosno upravljani uređaj.

Analiza i sinteza sistema automatskog upravljanja[uredi | uredi izvor]

Za svaki sistem automatske regulacije potrebno je izvršiti analizu ukoliko sistem ima projektovane korektivne članove, odnosno sintezu ukoliko se tek treba pristupiti projektovanju sistema automatske regulacije.

Analiza sistema podrazumijeva određivanje nepoznatog odziva sistema na osnovu poznate pobude i parametara sistema (zakonitosti energetskih promjena). U automatici postoji više vrsta analize:

  1. Analiza u vremenskom domenu
  2. Analiza na osnovu prenosnih funkcija
  3. Frekventna analiza
  4. Analiza stabilnosti

Sinteza sistema automatske regulacije podrazumijeva izbor i proračun parametara korektivnih članova koji osiguravaju odgovarajuće karakteristike sistema.

Korektivni članovi su tipski, standardizovani i vrši se njihov izbor jer su lakše zamjenjivi i jeftiniji od izmjena samog sistema (elementi sistema su obično komplikovaniji i znatno skuplji).

Tipovi automatske regulacije[uredi | uredi izvor]

  • Automatska stabilizacija - ako je izvršena tako da odziv održava na stalnoj vrijednosti
  • Programirana regulacija - ako je odziv promjenljiv u vremenu po unaprijed poznatom zakonu
  • Servo upravljanje - ako je odziv promjenljiv u vremenu po unaprijed nepoznatom zakonu, te zavisi od upravljačkih elemenata