UNIVERSITATEA DIN PETROSANI
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA SI MECANICA
DEPARTAMENTUL AUTOMATICA, CALCULATOARE, INGINERIE ELECTRICA SI ENERGETICA
Tematica probei de concurs pentru postul de Profesor universitar, poziția 3
Disciplina: Modelare, identificare si simulare / Modelare si simulare
1.NOTIUNI INTRODUCTIVE
•Conceptul de sistem. Conceptul de model. Exemple.
•Modelarea analitica. Exemple.
•Modelelarea experimentala. Necesitatea modelarii si identificării sistemelor.
•Modelarea mixa (semianalitica).
•Clase de modele utilizate in identificarea sistemelor.
•Etapele unui experiment de identificare.
2.SEMNALE DE INTRARE
•Definirea semnalelor de intrare folosite in identificarea sistemelor.
•Conceptul de persistenta.
•Semnalul de intrare ideal – zgomotul alb.
•Semnale pseudo – aleatoare.
3.INTRODUCERE IN MATLAB – SIMULINK
•Prezentarea generala a programului Matlab.
•Crearea fisierelor m-file.
•Calcul numeric in Matlab.
•Instructiuni si functii de control in Matlab.
•Reprezentari grafice in Matlab.
•Elemente de modelare grafică utilizând biblioteca Simulink.
•Simularea de tip Model-in-the-Loop (MIL) utilizând Matlab – Simulink.
•Simularea de tip Software-in-the-Loop (SIL) utilizând Matlab – Simulink.
•Simularea de tip Processor‑in‑the‑Loop (PIL) utilizând Matlab – Simulink.
•Simularea de tip Hardware-in-the-Loop (HIL) utilizând Matlab – Simulink.
4.MODELAREA SI SIMULAREA MODELELOR MATEMATICE INTRARE – IESIRE
•Discretizarea modelelor continue (Metoda Euler inainte, Metoda Euler inapoi, Metoda Tustin).
•Modelarea si simularea pe baza ecuatiilor/sistemelor de ecuatii intare – iesire (in timp continuu și discret).
•Modelarea si simularea pe baza functiilor de transfer (in timp continuu și discret).
•Modelarea si simularea pe baza matricelor de transfer (in timp continuu și discret).
•Modelarea si simularea pe baza functiilor de transfer in domeniul frecventei. Trasarea diagramelor Nyquist si Bode.
•Modelarea și simularea sistemelor dinamice utilizând modele matematice de tip ARX, ARMA, ARMAX, OE și Box–Jenkins.
•Analiza în domeniul timpului a modelelor analitice. Exemple.
•Analiza în domeniul frecventei a modelelor analitice. Exemple.
5.MODELAREA SI SIMULAREA MODELELOR MATEMATICE INTRARE – STARE – IESIRE
•Discretizarea modelelor matematice continue de tip intrare – stare – iesire prin metoda ZOH (Zero Order Hold).
•Schema de simulare in prima forma canonica.
•Schema de simulare in a doua forma canonica.
•Schema de simulare in forma canonica Jordan.
•Scheme de simulare utilizand blocuri de tip S-Function, cu cod in Matlab/C, pentru modele in timp continuu.
•Simularea in timp discret a modelelor matematice intrare – stare – iesire. Rolul timpului de eșantionare în precizia simularii.
6.METODE NEPARAMETRICE DE IDENTIFICARE
•Identificarea sistemelor liniare cu semnale de proba deterministe.
•Identificarea cu semnale de proba aleatoare, tehnici de corelatie si de analiza spectrala.
7.METODE PARAMETRICE DE IDENTIFICARE
•Estimatorul celor mai mici patrate.
•Metoda erorii de predictie.
•Metode de verosimilitate maxima.
•Metode de variabila instrumentala.
8.METODE RECURSIVE DE IDENTIFICARE
•Metoda recursiva a celor mai mici patrate.
•Metoda recursiva a verosimilitatii maxime.
•Metoda recursiva de variabila instrumentala.
9.VALIDAREA MODELELOR SI DETERMINAREA STRUCTURII
•Testul Fischer.
•Testul erorii finale de predictie.
•Testul criteriului de informatie.
•Testarea reziduurilor.
10.ESTIMAREA PARAMETRILOR SI STARILOR
•Estimatorul Luenberger.
•Estimatorul Gopinath.
•Filtrul Kalaman.
Bibliografie:
1.P. Eykhoff ,“System Idetification Parameter and State Estimation”, Wiley, London, UK, 1974
2.M. Tertisco, P. Stoica, “Modelarea si predictia seriilor de timp”, Editura Academiei Romane, Bucuresti, 1985.
3.M. Tertisco, P. Stoica, Th. Popescu “Identificarea asistata de calculator a sistemelor”, Editura Tehnica, Bucuresti, 1987.
4.T. Soderstrom, P. Stoica, “System Idetification”, Prentice Hall, London, UK, 1989.
5.T. Soderstrom, P. Stoica, Metoda de variabila instrumentala pentru identificarea sistemelor, Springer Verlag, 1983
6.I. D. Landau, “Identificarea si comanda sistemelor”, Editura Tehnica, Bucuresti, 1997.
7.L. Ljung, “System Idetification – Theory for the User”, Prientice Hall, Upper Saddle River, New York, 1999.
8.I. Dumitrache, C. Nicolae, M. Dragoicea, “Retele neuronale – Identificarea si conducerea proceselor”, Editura Matrix Rom, Bucuresti, 1999.
9.A. Bara, “Idetificarea sistemelor”, Editura U.T. Pres, Cluj-Napoca, 2001.
10.G. Livint, “Modelarea si idetificarea sistemelor”, Editura Gh. Asachi, Iasi, 2002.
11.T. Ganciu, V. Horga, “Idetificarea sistemelor”, Editura Gh. Asachi, Iași, 2002.
12.D. Stefanoiu, J. Matei, P. Stoica, “Aspecte practice in modelarea si identificarea sistemelor”, Editura Printech, Bucuresti, 2004.
13.D. Stefanoiu, J. Culita, P. Stoica, “Fundamentele modelarii si identificarii sistemelor”, Editura Printech, Bucuresti, 2005.
14.L. Ljung, “System Idetification Toolbox Users Guide”, The MathWorks Inc, 2012.
15.D.G. Luenberger, “An introduction to observer”, IEEE Trans. Ind. on Automatic Control, vol. 16, No. 6, pp. 596 – 602, 1971
16.B. Gopinath, “On the Control of Linear Multiple Input – Output Systems”, Bell Sys. Tech. J., Vol. 50, 1971.
17.R. E. Kalman, “A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems”, Journal of Basic Engineering (ASME), vol. 82, seria D, pp. 35 – 45, 1960.
18.M. Ginea, V. Fireteanu, “Matlab. Calcul numeric. Grafica. Aplicatii”, Editura Teora, Bucuresti 2004
19.N. Patrascoiu, “Modelarea si simularea sistemelor”, Editura Focus, Petrosani 2001.
20.O. Stoicuta, C. Mandrescu, “Identificarea sistemelor – Lucrari de laborator”, Editura Universitas, Petrosani, 2012.
Disciplina: Elemente de executie electrice
1.NOTIUNI GENERALE
•Rolul elementelor de executie în cadrul sistemelor automate.
•Structura unui element de executie.
•Clasificarea elementelor de execuție.
•Criterii de selecție și dimensionare a elementelor de executie.
2.ACTUATOARE ELECTROMAGNETICE
•Principiul de funcționare al actuatoarelor electromagnetice.
•Relee electromagnetice.
•Contactoare.
•Electrovalve.
•Exemple de utilizare a actuatoarelor electromagnetice in automatizari industriale.
3.MOTOARE ELECTRICE DE CURENT CONTINUU
•Tipuri constructive.
•Principiul de functionare.
•Caracteristici electrice si mecanice.
•Modelarea matematica a motorului de curent continuu.
•Metode de comanda si reglare a vitezei si a cuplului electromagnetic al motoarelor de curent continuu.
•Exemple.
4.MOTOARE PAS CU PAS
•Tipuri constructive.
•Principiul de functionare.
•Modelarea matematica a motorului pas cu pas.
•Metode de comanda si reglare a vitezei si cuplului electromagnetic al motoarelor pas cu pas.
•Exemple.
5.MOTOARE ASINCRONE TRIFAZATE
•Tipuri constructive.
•Principiul de functionare.
•Fazori spatiali. Transformari Clarke. Transformari Park.
•Modelarea matematica a masinii de inductie cu rotorul in scurtcircuit.
•Sisteme de control scalar al masinilor de inductie.
•Sisteme de control vectorial al masinilor de inductie.
•Sisteme de control vectorial de tip “sensorless” al mașinilor de inductie.
•Exemple.
6.ELEMENTE DE CONVERSIE ȘI COMANDĂ A ENERGIEI
•Convertoare statice ac – dc (redresoare).
•Convertoare statice dc – dc.
•Invertoare.
7.EXEMPLE DE ELEMENTE DE EXECUȚIE ELECTRICE BAZATE PE ANSAMBLUL CONVERTOR STATIC – MOTOR
•Rolul ansamblului convertor static – motor.
•Ansamblul redresor comandat – motor de curent continuu.
•Ansamblul convertor dc-dc – motor de curent continuu.
•Ansamblul convertor dc-dc – motor pas cu pas.
•Ansamblul invertor – motor de inductie.
Bibliografie:
1.Fransua, R. Magureanu, “Electrical Machines and Drive Systems”, Oxford Technical Press, 1984
2.W. Leonhard, “Control of Electrical Drives”, Springer‑Verlag, Ediția II, 1996
3.C. Szasz, “Sisteme numerice de comanda si control a motoarelor pas cu pas”, Editura U.T. Pres Cluj-Napoca, 2004
4.A. Kelemen, M. Imecs, “Sisteme de reglare cu orientare după camp ale mașinilor de curent alternativ”, Editura Academiei, București, 1989
5.A. Kelemen, M. Imecs, “Electronica de putere”, Editura Didactica si Pedagogica, București, 1983.
6.O. Stoicuta, “Modelarea si simularea in Matlab-Simulink a sistemelor de reglare a vitezei motoarelor de inductie”, Editura Universitas, Petrosani, 2012
7.T. Pana, O. Stoicuta, “Stabilitatea sistemelor de actionare vectoriala cu motoare de inductie”, Editura Mediamira, Cluj –Napoca, 2016
8.V. C. Sirb, O. Stoicuța, “Controlul, comanda și reglarea sistemelor automate”, Editura Universitas, Petrosani, 2023.
9.P. Vas, “Vector control of AC machines”, Oxford, 1990.
Disciplina: Optimizari
1.NOTIUNI INTRODUCTIVE
•Clasificarea problemelor de optimizare.
•Formularea matematica a problemelor de optimizare staționara.
•Formularea matematica a problemelor de optimizare dinamica.
•Stabilirea numarului variabilelor de decizie.
•Transformarea problemelor de optimizare.
2.PROCEDEE ANALITICE DE OPTIMIZARE
•Metode analitice de determinare a punctelor de extrem ale functiilor de performanta fara restrictii.
•Metode analitice de determinare a punctelor de extrem ale functiilor de performanta cu restricti de tip egalitate.
•Metode analitice de determinare a punctelor de extrem ale functiilor de performanta cu restrictii de tip inegalitate.
3.PROCEDEE NUMERICE DE OPTIMIZARE
•Metode directe unidimensionale
o Cautarea directa a optimului prin metoda Coggins.
o Cautarea directa a optimului prin metoda sectiunii de aur.
o Cautarea directa a optimului prin metoda sirului lui Fibonacci.
•Metode directe multidimensionale
o Cautarea directa a optimului prin metoda Hooke–Jeeves.
o Cautarea directa a optimului prin metoda Rosenbrock.
o Cautarea directa a optimului prin metoda Box-Hext-Spandley.
•Metode de gradient
o Metode de gradient de ordinul I.
o Metoda de gradient Cauchy.
o Metode de gradient de ordinul II (metode de tip Newton).
o Metode de gradient conjugat.
o Metoda Levenberg–Marquardt.
4.SISTEME AUTOMATE OPTIMALE
•Modele intrare-stare-iesire ale sistemelor dinamice.
•Criterii de performanta optimale.
•Problema conducerii optimale. Formularea problemei.
•Problema liniar patratica.
•Principiul minimului lui Pontryagin.
•Exemple.
Bibliografie:
1.O. Stoicuta, C. Mandrescu, N. E. Stoicuta, “Tehnici de optimizare și control optimal”, Editura Universitas, Petrosani, 2014.
2.F.L. Lewis, D. Vrabie, V.L. Syrmos, “Optimal control”, John Wiley, 2012
3.S.S. Rao, “Engineering Optimization: Theory and Practice”, John Wiley, 2009
4.I. Dumitrache, „Automatica – Volumul I ”, Editura Academiei Romane, București, 2009
5.P. Venkatarman, „Applied Optimization with MATLAB Programming”, John Wiley, 2009
6.S. Gottfried, J. Weisman, “Introduction to optimization theory”, Prentice-Hall, 1973
7.S. Calin, s.a., „Optimizari in automatizari industriale”, Editura Tehnica Bucuresti, 1979.
8.V. Ionescu, C. Popeea, „Optimizarea sistemelor”, EDP București, 1981.
9.J. Nocedal, S. Wright, “Numerical Optimization”, Springer, 2006
10.D. P. Bertsekas, “Dynamic Programming and Optimal Control”, Vol. I–II, Athena Scientific, 2005
