Systémy a modely

Předmět je náhradou za:

Systémy a modely (X35SAM)

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Modelování dynamických systémů a identifikace parametrů deterministických modelů se zaměřením na jejich použití při simulaci, analýze vlastností a návrhu algoritmů pro řízení a regulaci v automatizovaných systémech řízení. Systematická metoda modelování mechanických, elektrických, hydraulických, pneumatických, tepelných systémů a jejich kombinací. Odvozování stavových rovnic, vnějších parametrických a neparametrických modelů spojitého i diskrétního času. Analýza dynamických vlastností systémů. Identifikace parametrů modelů z dat metodami spektrální analýzy a nejmenších čtverců.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Systémy, jejich modelování a použití modelů v regulaci

2. Vnější modely spojitého času, diferenciální rovnice, přenosová funkce

3. Vnitřní stavový model spojitého času, souvislost vnitřního a vnějšího popisu, linearizace

4. Analytické a numerické metody řešení stavových rovnic, analýza lineárního modelu

5. Vnitřní a vnější model diskrétního času, analýza lineárního modelu

6. Neparametrické vnější modely, impulsní, přechodové a frekvenční charakteristiky

7. Vzorkování spojitých signálů a diskretizace modelů, volba periody vzorkování

8. Souvislosti a převody mezi modely, redukce řádu lineárních modelů

9. Graf přenosu výkonu jako model dynamického systému

10. Modely elektromechanických, hydraulických a pneumatických systémů

11. Modely snímačů, zesilovačů a měničů výkonu

12. Modelování tepelných systémů

13. Identifikace parametrů z naměřených dat, metody spektrální analýzy a nejmenších čtverců

14. Návrh experimentu pro identifikaci parametrů ARX modelu, vyhodnocení výsledků

Osnova cvičení:

1. Úvod do přístrojového a programového vybavení laboratoře

2. Programové prostředí MATLAB - základní systém

3. Programové prostředí numerické simulace blokových schémat - SIMULINK

4. Problémově orientované knihovny funkcí Control a Signal Toolbox MATLABu

5. Programování experimentu v reálném čase - Real Time Toolbox

6. Lab úloha č.1 - modelování, identifikace fyzikálních parametrů přímým měřením

7. Simulace nelineárního a linearizovaného modelu spojitého času na PC

8. Simulace linearizovaného modelu na analogovém počítači

9. Vazební grafy, Z-transformace, diskrétní systémy

10. TEST, diskretizace spojitého modelu, zadání domácí práce

11. Lab úloha č.2 - modelování, identifikace fyzikálních parametrů přímým měřením

12. Simulace linearizovaného spojitého a diskrétního modelu na PC

13. Experiment pro identifikaci parametrů ARX modelu metodou nejmenších čtverců

14. Obhajoba výsledků řešení laboratorních úloh

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Horáček, P.: Systémy a modely. Skripta ČVUT, Praha 2000

[2] Karnoop, D.C., Margolis, D.L., Rosenberg, R.C.: System Dynamics: A Unified Approach. John Wiley,New York 1990

[3] Franklin, G.F., Powell, J.D., Emami-Naeini, A.: Feedback Control of Dynamic Systems. Addison-Wesley, New York 1995

[4] Astrom, K.J., Wittenmark, B.: Computer Controlled Systems - Theory and Design. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1990

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 19+4

Typ cvičení: l

Tento předmět je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a měření-bakalářský blok (povinný předmět)
• Kybernetika a měření-bakalářský blok (povinný předmět)