Systémy a modely

Předmět je náhradou za:

Systémy a modely (35SAM)

Přednášející:

Petr Hušek

Cvičící:

Petr Hušek

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.

http://dce.felk.cvut.cz/sari/

Požadavky:

Komplexní čísla, základy diferenciálního a diferenčního počtu, Laplaceova transformace, frekvenčních charakteristiky, základy maticového počtu

Osnova přednášek:

1. Systémy, jejich modelování a použití modelů v regulaci

2. Vnější modely spojitého času, diferenciální rovnice, přenosové funkce a jejich analýza

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 (stavový) 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. Graf přenosu výkonu jako model dynamického systému

9. Modely elektromechanických, hydraulických a pneumatických systémů

10. Modely snímačů, zesilovačů a měničů výkonu

11. Modelování tepelných systémů

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

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 MATLABu

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

7. Simulace nelineárního modelu spojitého času pomocí SIMULINKu

8. Linearizace a simulace linearizovaného modelu, porovnání s nelineárním modelem

9. Vazební grafy, Z-transformace, diskrétní systémy

10. TEST, diskretizace spojitého modelu, zadání domácí práce

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

12. Simulace linearizovaného spojitého a diskrétního modelu na PC

13. Vazební model identifikovaného systému

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: 21+6

Typ cvičení: l

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
Čt	místnost KN:E-26 Hušek P. 12:45–14:15 (přednášková par. 1) Karlovo nám. Laboratoř TŘ2místnost KN:E-301 Hušek P. 14:30–16:00 (přednášková par. 1) Karlovo nám. Šrámkova posluchárna K9
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost T2:D3-309 Sovka P. 16:15–18:45 (přednášková par. 1) Dejvice Posluchárna
Út
St
Čt
Pá	místnost T2:B3-802 Boreš P. Bořil T. 09:15–10:45 (přednášková par. 1 paralelka 109) Dejvice Laborator K802

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Společný plán- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Výpočetní technika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Elektronika a sdělovací technika - strukturované studium (volitelný předmět odborný)
• Kybernetika a měření- strukturované studium (povinný předmět, volitelný předmět odborný)
• Silnoproudá elektrotechnika- strukturované studium (volitelný předmět odborný)