Basics of System Control

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Volitelný předmět základy řízení systémů je určen pro všechny zájemce o aplikovanou informatiku v bakalářském studiu. Alespoň přehledové znalosti oboru automatického řízení budou pro naše absolventy jistě konkurenční výhodou a zhodnotí je bezesporu v průmyslové praxi. Studenti získají znalosti v dynamicky se rozvíjejícím oboru s velkou budoucností. Zaměříme se zejména na řízení inženýrských a fyzikálních sysémů.

Poskytneme vám základní informace z oblasti zpětnovazebního řízení lineárních dynamických jednorozměrových systémů. Seznámíme vás s metodami vytváření popisu a modelu systémů, 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.

Požadavky:

Středoškolská matematika a základní znalost práce v prostředí Wolfram Mathematica SW.

Osnova přednášek:

1.ÚVOD 2.VNĚJŠÍ POPIS SPOJITÝCH LINEÁRNÍCH SYSTÉMŮ

3. přednáška - VNĚJŠÍ POPIS SPOJITÝCH LINEÁRNÍCH SYSTÉMŮ II.

4.VAZBY MEZI SYSTÉMY

5.REGULAČNÍ OBVOD

6.PID REGULACE

7.STABILITA REGULAČNÍHO OBVODU

8.REGULAČNÍ OBVODY S NESPOJITÝMI REGULÁTORY 9.REGULAČNÍ OBVODY S ČÍSLICOVÝMI REGULÁTORY 10.NĚKTERÉ ASPEKTY PRAKTICKÝCH REALIZACÍ PID A PSD REGULÁTORŮ

11.REGULAČNÍ OBVODY S FUZZY REGULÁTORY aneb NEMÁ SMYSL PŘESNĚ ZPRACOVÁVAT NEPŘESNÁ DATA

12. PLC, STRUKTURA, PROGRAMOVÁNÍ

13.LOGICKÉ ŘÍZENÍ V PRŮMYSLOVÝCH APLIKACÍCH

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, Addison-Wesley, New York, 2006

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

Poznámka:

Information about the course and courseware are available at https://moodle-vyuka.cvut.cz/course/search.php?search=BIE-ZRS

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bachelor branch Security and Information Technology, in English, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bachelor branch Web and Software Engineering, spec. Software Engineering, in English, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bachelor branch Computer Science, in English, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization Computer Engineering, 2021 (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization, Information Security, 2021 (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization, Software Engineering, 2021 (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization, Computer Science, 2021 (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization, Computer Networks and Internet, 2021 (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization Computer Systems and Virtualization, 2021 (volitelný předmět)
• Study plan for Ukrainian refugees (volitelný předmět)
• Bachelor branch Computer Science, in English, 2015-2020 original version (volitelný předmět)
• Bachelor Specialization, Computer Engineering, Version 2024 (volitelný předmět)