電機工程終極自動控制理論

了解自動控制，包括根軌跡( root-locus )、PID、補償器( compensators )、波特圖( bode plot )和電機工程的奈奎斯特( Nyquist )

從這 35 小時的課程，你會學到

掌握自動控制的基礎。
探索控制系統的意義和實際應用。
為各種系統創建數學模型。
掌握傅立葉級數( Fourier Series )、傅立葉變換( Fourier Transform )、拉普拉斯變換( Laplace Transform )和 LTI 系統。
理解並簡化控制系統中的框圖。
將框圖轉換為訊號流程圖 (SFG，Signal Flow Graphs) 並套用梅森公式( Mason’s Formula )。
分析一階和二階系統的時間響應。
了解上升時間、峰值時間和穩定時間等關鍵指標。
使用 Routh-Hurwitz 準則評估系統穩定性。
計算各種輸入和系統的穩態誤差。
繪製並解釋根軌跡圖。
使用極座標圖、奈奎斯特準則( Nyquist criterion )和波特圖執行頻率響應分析。
設計並實現超前和滯後補償器。
使用 Ziegler-Nichols 和粒子群最佳化等方法調整 PID 控制器。
了解分散式發電機 (DG，distributed generators) 的基本概念及其在現代電力系統中的作用。
探索各種 DG 技術，包括氫燃料電池、超級電容器和飛輪儲能係統。
了解 DG 在能源系統中的重要性和好處。
研究 DG 的分類以及靜態同步發電機 (SSG) 的作用。
了解 SSG 的控制目標，包括管理同步馬達中的有功功率和無功功率。
熟練標量控制和 DG 開關訊號的產生。
研究向量控制技術，包括 SSG 的開環和閉環控制。
了解磁滯電流控制 (HCC，hysteresis current control) 及其在 DG 系統中的應用方式。
了解框架變換，包括克拉克變換和帕克變換，用於將三相系統轉換為更簡單的形式。
透過實際範例了解如何將這些轉換應用於現實世界的控制場景。
探索空間向量控制和電壓定向方法。
了解鎖相環 (PLL，phase-locked loops) 以及如何估計電網電壓相量角度。
研究添加相移濾波器對於穩定發電系統的重要性。

要求

基礎數學

課程說明

歡迎來到我們的課程“電機工程中的終極自動控制理論”，在這裡您將從頭開始為電機工程師學習有關自動控制理論的所有知識。

學生將從課程中學到什麼：

控制系統基礎知識：

了解自動控制的基本原理。
了解控制系統在各領域的重要性與應用。

數學建模：

開發電氣和機械系統的數學模型。
熟練傅立葉級數、傅立葉變換、拉普拉斯變換和線性時不變 (LTI) 系統。

方塊圖和訊號流程圖技術：

掌握方塊圖( blck diagram )的概念及其簡化技巧。
將方塊圖轉換為訊號流程圖 (SFG， Signal Flow Graph) 並使用梅森( Mason )公式。

時間響應分析：

分析一階( first-order )和二階( second-order )系統的時間響應。
了解上升時間( rise time )、峰值時間( peak time )和調整時間( settling time )等關鍵規格。

穩定性分析：

使用 Routh-Hurwitz 準則確定係統穩定性。
計算不同輸入和系統的穩態誤差。

根軌跡和頻率響應方法：

學習繪製根軌跡圖並分析其對系統行為的影響。
使用極座標圖、奈奎斯特準則( Nyquist criteria )和波特圖( Bode plots )執行頻率響應分析。

補償器和 PID 控制器：

設計並實現控制系統中的各種補償器。
使用 Ziegler-Nichols 和粒子群( Particle Swarm )最佳化等方法來了解和調整 PID 控制器。

分散式發電機( DG )簡介：

了解分散式發電機 (DG) 的基本概念及其在現代電力系統中的作用。
探索各種 DG 技術，包括氫燃料電池、超級電容器和飛輪儲能係統。
了解 DG 在能源系統中的重要性和好處。

分散式發電機的分類與控制：

研究 DG 的分類以及靜態同步發電機 (SSG，Static Synchronous Generators) 的作用。
了解 SSG 的控制目標，包括管理同步馬達中的有功功率和無功功率。
熟練標量控制和 DG 開關訊號的產生。
研究向量控制技術，包括 SSG 的開環和閉環控制。
了解磁滯電流控制 (HCC，hysteresis current control) 及其在 DG 系統中的應用方式。
了解框架變換，包括克拉克變換和帕克變換( Clarke and Park transforms )，用於將三相系統( three-phase systems )轉換為更簡單的形式。
透過實際範例了解如何將這些轉換應用於現實世界的控制場景。
探索空間向量控制和電壓定向方法。
了解鎖相環 (PLL，phase-locked loops) 以及如何估計電網電壓相量角度。
研究添加相移濾波器對於穩定發電系統的重要性。

本課程提供對控制系統從基本概念到高級技術的全面理解，確保學生做好充分準備在現實場景中應用這些技能。

目標受眾

電機工程師
電機工程專業學生
電力工程師
電力工程專業學生

講師簡介

Engr. Ahmed Mahdy 頂尖暢銷電機講師 |研究員

我是 Ahmed Mahdy，一名電力工程師、研究員和 Khadija 學院的創始人。我也是30多個平台的電機暢銷講師，教授電機工程。在過去的8 年裡，我透過簡單易行的課程幫助來自198 個國家的80,000 多名學生取得了職業成功。在其中發布與電機工程相關的影片。 2018 年，我被提名為 Udemy 前 10% 的講師，此外，我目前還躋身 Udemy 工程領域的頂級講師之列。

我獲得了艾因夏姆斯大學( Ain Shams University )工程學院 2022/2023 年度最佳碩士論文獎。

我在全球頂尖電機工程期刊上發表的一些研究作品：

1-使用 anti-windup-coot 優化策略改善連接到電網的波浪能轉換系統的瞬態穩定性 – Energy Journal – 影響因子為 9.0。

2- 併網 AWS 波浪能轉換系統的非線性建模和即時模擬 – IEEE 永續能源交易 – 影響因子為 8.8。

3- 基於金豺最適控制策略的混合波浪能和光伏系統饋電增壓站的建模和優化運行 – Energy Journal – 影響因子 9.0。

4- 最常用的波浪能轉換系統的最新技術 – Ain Shams Engineering Journal – 影響因子為 6.0。

5- 使用混合水母搜尋和粒子群優化的非線性 AWS 波能轉換器的分數階 PID 控制器的最佳化設計 – 分形和分數 – 影響因子 5.4

6- 基於最優超扭轉控制策略的非線性AWS波浪能係統的動態性能增強 – Ain Shams Engineering Journal – 影響因子6.0。

在我的每一門 Udemy 課程中，您都會看到我隨時待命，並在每門課程中為您提供支援。我將與您一起走向成功，並幫助您克服任何障礙。

您會注意到我的課程獲得了許多五星級的評級和評論，我的學生滿意度評級也反映了這一點。

在許多正面的課程評論中，我的課程得到了大多數人喜歡我解釋一切的方式和我所傳達的令人鼓舞的教學風格，以及我如何開門見山地引導你一步一步地理解複雜的想法。

（您可以在本簡歷下方找到我的課程 – 並且我的所有課程都提供至少 10 分鐘的免費預覽，以便您可以快速確定適合您的課程）

無論您身在何處，都可以 24/7 觀看我的課程。

您也可以使用 Udemy 行動應用程式在行動裝置上查看它們。

字幕：英文

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