Základy řízení systému

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Předmět poskytuje přehledové znalosti oboru automatického řízení. Studenti získají znalosti v dynamicky se rozvíjejícím oboru s velkou budoucností. Zaměříme se zejména na řízení inženýrských a fyzikálních systémů. Předmět obsahuje základní informace z oblasti zpětnovazebního řízení lineárních dynamických jednorozměrových systémů, metody vytváření popisu a modelu systémů, základní analýzu lineárních dynamických systémů a návrhem a ověřením jednoduchých zpětnovazebních PID, PSD a fuzzy regulátorů. Pozornost je věnována rovněž snímačům a akčním členům v regulačních obvodech, otázkám stability regulačních obvodů, jednorázovému a průběžnému nastavování parametrů regulátoru a některým aspektům průmyslových realizací spojitých a číslicových regulátorů.

Požadavky:

K udělení zápočtu je třeba celkový počet bodů za semestr minimálně 25 bodů z celkového počtu 45 bodů za 3 povinné testy. Zkouška má povinnou pı́semnou a volitelnou ústnı́ část.

Osnova přednášek:

1.Úvod

2. Klasifikace systémů

3 .Matematické modelování I

4. Matematické modelování II

5.Zjednodušování blokových diagramů

6.Regulační obvod

7.PID regulace

8.Stabilita regulačního obvodu

9.Regulační obvody s ON/OFF regulátory

10. Diskrétní regulační obvod

11.Regulační obvody s číslicovými regulátory

12.Některé aspekty praktických realizací s PID a PSD regulátory

13.Regulační obvody s fuzzy regulátory

Osnova cvičení:

1.Klasifikace systémů (statické vs. Dynamické, lineární vs. Nelineární, t-invariantní vs. T-variantní atd.)- příklady

2.Modelování systémů I. – příklady (přenosová funkce, impulsní charakteristika, přechodová charakteristika apod.), Heavisideův rozklad na parciální zlomky- příklady, Laplaceova transformace a Zpětná Laplaceova transformace – příklady

3.Modelování systémů II. - Příklady (frekvenční charakteristika systému, póly a nuly systému, astatismus systému atd.)

4.Zjednodušování blokových schémat- příklady

5.1. test

6.Regulační obvod s PID regulátorem ( výpočet odezev PID regulátoru, impulsní a přechodová charakteristika PID regulátoru - příklady, návrh PID regulátoru- příklady)

PID regulátor- syntéza regulačního obvodu – příklady

7.Stabilita regulačního obvodu, zjišťování stability, algebraická kritéria stability – příklady

8.2. test

9.Diskrétní regulační obvod – příklady

10.Syntéza regulačního obvodu s PSD regulátorem – příklady

11.Operace na fuzzy množinách, fuzzy řízení – příklady aplikací

12.3. test

13.Zápočet

Cíle studia:

Cílem tohoto předmětu je poskytnout posluchači základní informace z oblasti zpětnovazebního řízení lineárních dynamických jednorozměrových systémů. Jedná se o přehledový předmět, ve kterém se studenti seznámí s metodami vytváření popisu a modelu systému, základní analýzou lineárních dynamických systémů a návrhem a ověřením jednoduchých zpětnovazebních PID, PSD a fuzzy regulátorů. Pozornost je věnována rovněž snímačům a akčním členům v regulačních obvodech, otázkám stability regulačních obvodů, jednorázovému a průběžnému nastavování parametrů regulátoru a některým aspektům průmyslových realizací spojitých a číslicových regulátorů. Jednotlivá témata přednášek jsou provázena množstvím užitečných příkladů a praktických průmyslových realizací.

Studijní materiály:

1.Franklin, G.F., Powell, J.D., Emami-Naeini, A.: Feedback Control of Dynamic Systems, Pearson; 8 edition (February 1, 2018)

2.Balátě, J.: Automatické řízení, Technická literatura BEN, Praha, 2003

3. Hyniová, K.: Základy řízení systémů, skriptum FIT ČVUT, Praha, 2015

4.https://moodle-vyuka.cvut.cz/course/view.php?id=2209

Poznámka:

Rozsah předmětu : 2p+2 cv., Přednášející a cvičící: Doc. Ing. Kateřina Hyniová, CSc.

Další informace:

https://moodle-vyuka.cvut.cz/course/view.php?id=2209 https://moodle-vyuka.cvut.cz/course/view.php?id=2673

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. program Informatika, pro fázi studia bez oboru, 2015-2020 (VO, volitelný předmět)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Teoretická informatika, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Počítačové inženýrství, 2015-2020 (povinný předmět oboru, volitelný předmět)
• Bc. obor Informační systémy a management, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Softwarové inženýrství, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Webové inženýrství, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Počítačová grafika, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Znalostní inženýrství, 2018-2020 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2021 (volitelný předmět)
• Study plan for Ukrainian refugees (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2024 (volitelný předmět)