Kursy
Choice of English
Click English in header.
Uwaga
Czasami natrętnie włącza się Tłumacz Google. Jeśli nie chcesz tłumaczyć na inne języki niż angielski i polski, to wyłącz go.
Portal portal zawiera 9 kursów związanych z automatyką. Najważniejszy to Podstawy Automatyki, czyli Automatyka dla opornych. Głównym celem portalu jest zrozumienie zasady “Jak to działa”. Dlatego w maksymalnym stopniu wykorzystuję intuicję. Nawet kosztem uproszczenia matematyki. Zrozumienie tematu bardzo ułatwiają animacje, których przykłady widzisz po prawej stronie.
Wszystkie kursy są bezpłatne.
Podstawy automatyki
Flagowy okręt witryny. Inaczej Automatyka dla opornych. Główną zaletą są animacje wykresów czasowych, których 2 przykłady pokazałem obok. Każde doświadczenie zamodelowałem programem SCILAB a potem nagrałem programem ActivePresenter jako plik mp4. Znika więc problem znajomości, instalacji SCILABa i jego działania przy różnych nastawach. Wystarczy nacisnąć przycisk video i obserwować eksperyment. Uwaga dotyczy też innych kursów. Będziesz się czuł jak operator w sterowni Rafinerii Gdańskiej obserwujący proces technologiczny. Zaniepokoił Cię spadek temperatury destylatu? Na szczęście temperatura za chwilę wróciła do normy. A to po prostu zadziałał regulator PID kompensujący spadek temperatury dodatkowym grzaniem. Gwarantuję że będziesz wiedział dlaczego piec stara się utrzymać zadaną temperaturę, mimo wrzuconej do środka bryłki lodu. Także działanie regulatora PID stanie się oczywiste jak jazda na rowerze.
Klikając powyższy tytuł „Podstawy Automatyki” wejdziesz się do Rozdziału 1 -Wstęp. Zostały tu omówione wszystkie rozdziały w skrócie.
Scilab
Wice-flagowy okręt witryny. Scilab jest bezpłatnym programem do rozwiązywania różnych problemów matematycznych. Odpowiednik płatnego Matlaba. Idealny dla studentów wydziałów ścisłych uniwersytetów, politechnik a nawet licealnych bystrzaków. Działanie dowolnej aplikacji, w tym Scilaba, nie jest łatwe. Trudno opisać dojście do konkretnego miejsca, w którym będziesz analizować swoje problemy matematyczne. Np. “ile to jest 2+2?” Inaczej jest, gdy użyję animacji, której przykład pokazałem obok. W razie czego, możesz zatrzymać animację lub powtórzyć ją. Jestem automatykiem, dlatego sporo miejsca poświęciłem Xcosowi, wchodzącego w skład Scilaba. Jest to jakby maksymalnie skrócony kurs “Podstawy Automatyki” korzystający z Xcosa. Tu analizuję różne schematy blokowe, właśnie dzięki Xcos-owi. Zamiast żmudnie programować równania różniczkowe opisujące Układ Regulacji Automatycznej, po prostu rysujesz schemat blokowy. Potem wciskasz przycisk “Start” i cieszysz się przebiegiem czasowym.
Liczby zespolone
Jako coś potrzebnego do Szeregów Fouriera i Transformat
Szeregi Fouriera klasycznie
Jak sama nazwa wskazuje.
Wirujące szeregi Fouriera
Czyli Szeregi Fouriera inaczej. Wrzucasz funkcję okresową f(t) do wirówki. I co z niej wychodzi przy odpowiednich prędkościach 1ω0…, nω0. Kolejne harmoniczne oczywiście! Takie podejście jest bardziej intuicyjne niż Szeregi Fouriera Klasycznie. Po prawej stronie widzisz 2 animacje z “wirówkami”. Pierwsza, gdy “wirówka” ma inną pulsację ω, niż ω funkcji f(t) w “wirówce”. W drugiej, gdy obie pulsacje ω są jednakowe.
Transformata Fouriera
Dotyczy funkcji nieokresowych, nie wszystkich! Większość autorów zaczyna od tego. Nie mówi czym jest Transformata Fouriera, ale jak się ją oblicza. To tak jak definicja młotka jako produkt, który należy wykonać w taki, a nie inny sposób. A powinno być tak. Młotek to narzędzie do wbijania gwoździ, a Transformata Fouriera to metoda na rozkład harmonicznych w sygnale f(t).
Myślę o Transformacie Laplace’a. W sumie to będzie niezła całość.
Jak działa CRC
Gdy 2 połączone siecią komputery dojdą do wniosku, że informacja odebrana nie jest taka sam jak wysłana, to powtarzają transmisję. Tak działa sieć. No dobrze, ale skąd one wiedzą, że wystąpił błąd?* Jeden król wysyła do drugiego króla bardzo ważny list decydujący o wojnie lub pokoju. Skąd mają pewność, że przekupiony posłaniec nie zmienił w liście kilku bardzo ważnych fragmentów?
* Nie myślę tu oczywiście o trywialnym przypadku, gdy odbiorca widzi same krzaczki. Ale gdy np. na 100 przesłanych stronach brak jednej kropki lub została ona zmieniona na inny znak.
Bufor cykliczny
Komputer, który chce wysłać większą liczbę bajtów, najpierw wkłada je do pewnego pewnego, względnie małego obszaru pamięci. Może nim być między innymi Bufor Cykliczny.
Uwaga
Inspiracją kursów Jak działa CRC i Bufor cykliczny był blog Mirosława Kardasia https://atnel.pl/
i jego książka https://atnel.pl/mikrokontrolery-avr-jezyk-c.html
Apitor
Jak rozpocząć zabawę z niedrogim robotem edukacyjnym Apitor SuperBot.
Nawigacja między kursami
Teraz jesteś na stronie głównej z krótkimi opisami kursów. Do każdego z nich wejdziesz klikając Tytuł artykułu, np. Bufor cykliczny. A w kursie do dowolnego rozdziału ze spisu treści. Zawsze możesz wrócić z kursu do strony głównej, klikając w nagłówku “Automatyka dla opornych” lub “Powrót do Kursów”.
Przykładowe Animacje
Są głównym atutem kursów. Przebiegi czasowe, które rozwijają się na Twoich oczach, zupełnie inaczej działają na wyobraźnię niż zwykłe rysunki. Są gwarancją szybkiego wejścia w świat automatyki!
Podstawy Automatyki
Odpowiedź członu oscylacyjnego na skok jednostkowy
Kliknij trójkątny klawisz video i obserwuj przebieg.
Bądź cierpliwy, doświadczenie trwa 1 minutę
Porównanie Regulacji P, PD, PI i PID.
Regulacja PD jest rewelacyjnie lepsza od P, chociaż obie nie zapewniają uchybu zerowego. To natomiast zapewnia regulacja PI i PID. Zauważysz też, że PID jest dużo lepsze od PI.
Scilab
O wiele krótsza droga do poznania Scilaba. Zamiast żmudnych opisów programu, który przycisk wcisnąć, jak ustawić parametr z rozwijającego się menu, wystarczy animacja! Może kiepsko widać na poniższym przykładzie, bo obrazek malutki, ale w samym kursie jest znacznie lepiej.
Jak napisać prosty program w Scilabie?
Wirujące Szeregi Fouriera
Dzięki nim łatwiej zrozumiesz dość abstrakcyjne Zespolone Szeregi Fouriera.
Funkcja f(t)=0.5*sin(4*t) pulsuje z prędkością ω=4/sek wzdłuż osi x płaszczyzny x/y tak jak b. Sama płaszczyzna wiruje z prędkością ω=3/sek i ω=4/sek, tak jak na a. W ten sposób powstaną cykloidy, tak jak na c. Okaże się, że dla każdej ωn≠4/sek wirówki, środki ciężkości scn powstałych cykloid leżą w (0,0), a tylko dla ωn=4/sek (czyli tak jak f(t)=0.5*sin(4*t) ) scn jest niezerowe! W ten sposób można wyłuskać harmoniczną z f(t).
Wirówka z funkcją f(t) z wiruje wokół środka ciężkości sc powstałej cykloidy z prędkością ω=3/sek różną od ω0=4/sek funkcji f(t)=0.5sin(ω0*t). Zerowy środek sc=(0,0) oznacza, że funkcja f(t) nie zawiera harmonicznej o pulsacji ω=3/sek.
Wirówka z funkcją f(t) z wiruje wokół środka ciężkości sc z prędkością ω=4/sek równą ω0=4/sek funkcji f(t)=0.5sin(ω0*t). Niezerowy środek sc=(0.25,0) oznacza, że funkcja f(t) zawiera harmoniczną o pulsacji ω=4/sek. Z parametru sc=(0.25,0) można łatwo obliczyć f(t)=0.5sin(ω0*t).
Uwaga
Okrąg na c czasie eksperymentu wydaje się nieruchomy. Ale jest on rysowany 8 razy po tych samych torach!