Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2021/2022

Automatické řízení

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
B3B35ARI1 Z,ZK 6 4P+2L česky
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra řídicí techniky
Anotace:

Základní kurz automatického řízení. Seznamuje se základními pojmy a vlastnostmi dynamických systémů fyzikálních, inženýrských, biologických, ekonomických, robotických a informatických. Vysvětluje, jak lze pomocí zpětné vazby měnit chování a potlačit vliv neurčitosti. Představuje klasické i moderní metody analýzy návrhu automatických řídicích systémů. Na přednáškách i v laboratořích se studenti přesvědčí o tom, že automatické řízení je inspirující, všudypřítomný, důležitý a zábavný obor. Kurz má o trochu modernější pojetí než podobné ve světě.

Požadavky:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=3863

Osnova přednášek:

1. Úvod – opakování základních pojmů ze systémů a signálů

2. Stabilita a obrácená odezva

3. Řiditelnost a pozorovatelnost

4. Ustálený stav, sledování a potlačení poruchy

5. Dynamika a poloha pólů

6. Zpětná vazba

7. Přímá vazba

8. Jednoduché regulátory

9. Frekvenční metody návrhu

10. Tvarování frekvenční charakteristiky

11. Neurčité systémy

12. Robustní řízení

13. Stavová zpětná vazba

14. Pozorovatel a výstupní zpětná vazba

15. Případová studie

16. Písemka uprostřed semestru

17. Polynomiální metody

18. Další metody návrhu

19. Číslicové řízení spojitých systémů

20. Diskrétní modely spojitých systémů

21. Diskrétní systémy

22. Diskrétní řízení

23. Systémy s dopravním zpožděním

24. Nelineární systémy

25. Systémy s mnoha vstupy a výstupy

26. Stochastické systémy a řízení

27. Síté systémů a kooperativní řízení

28. Rezerva

Vybrané partie se studenti naučí sami doma z učebnice (tzv. čtení). Součástí je pravidelný domácí úkol z přednášky, zadaný každý čtvrtek, odevzdaný do následujícího pondělí a opravený do středy. Uprostřed semestru je pro všechny souhrnná písemka na přednášce. Do přednášek zavedeme některé moderní prvky vycházejí z posledních pedagogických výzkumů ve světě (tzv. research based education), které zlepšují trvalé porozumění látce, jak dokazují testy prováděné několik let po studia. Postupně chceme přecházet na systém tzv. převrácené výuky.

Osnova cvičení:

Cílem laboratoří je rozvíjet tvořivost a inženýrské myšlení studentů. Na začátku opakovací úloha z látky předcházejícího předmětu Systémy, signály a inference. Každý týden zadávány krátké kvízy prostřednictvím webu se systémem Moodle.

Během semestru postupně zadány tři úlohy

1) úloha s laboratorním experimentem (obhajuje se podrobná zpráva)

2) simulační úloha se složitějším systémem (obhajuje se podrobná zpráva)

3) tvůrčí úloha – návrh a realizace řízení modelu vozítka Segway sestaveného z robotické stavebnice LEGO (na konci veřejná soutěž, studenti hodnoceni podle skutečného výkonu robota = vzdálenosti, kterou ujede ve stabilizované poloze)

Součástí kurzu je i propracovaný systém hodnocení. Studenti postupně během semestru získávají body, a pokud po celý semestr dobře pracují, mají pak usnadněnu zkoušku a/nebo mohou získat lepší známku. Informace o aktuálním stavu bodů je k disposici v systému Moodle.

Cíle studia:
Studijní materiály:

Kurz je založen na nejlepších učebnicích, které jsou na svět k dispozici. Povinná je jedna ze dvou následujících

1)Richard C. Dorf and Robert H. Bishop: Modern Control Systems, Prentice Hall; 13th ed., 2017 nebo některé starší vydání.

2)Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini: Feedback Control of Dynamic Systems. Pearson; 8th ed., 2018 nebo některé starší vydání.

Obě knihy rozsáhlé podpůrné weby se stovkami dalších příkladů a řešení. Výhodou je i to, že obě jsou v angličtině.

Studenti si je bud mohou snadno koupit (podle možností jim pomáháme hromadným nákupem s množstevní slevou) anebo vypůjčit ve fakultní knihovně, kde jsou pro ně v dostatečném množství přes 100 kusů k dispozici a vždy rezervovány pro studenty tohoto předmětu. Každý student musí jednu učebnici v průběhu semestru aktivně používat.

Předmět má propracovaný web v systému Moodle, který nabízí ke stažení předem všechny slajdy s přednáškami i příklady, modely v Simulinku a další studijní materiály, potřebný software a obsahuje mnoho zajímavých odkazů na další weby s tematikou oboru: historie, aplikace, výzkum apod. Systém dále slouží k zadávání a odevzdávání úkolů a projektů a další komunikaci se studenty, např. formou hojně užívaného diskusního fóra předmětu. Každý student po přihlášení na něm vidí svůj aktuální stav bodů získaných za práci v semestru. Stránky z rozhodnutí vedení jsou bohužel přístupné jen pro studenty a učitele ČVUT.

Studenti mají během kurzu zdarma k dispozici všechen potřebný software (Matlab a jeho toolboxy, Simulink a modely) a to bud v rámci celoškolní licence anebo díky darům firme (Polynomiální toolbox).

Všechny přednášky Automatické řízení z jara 2020 jsou natočené na video a studenti je mohou vidět anebo si stáhnout z fakultního kanálu na YouTube . Kromě toho má předmět Automatické řízení vlastní YouTube kanál , kde mají studenti k dispozici animovaná videa vysvětlující některé speciální partie tohoto předmětu.

Pro laboratorní cvičení mají studenti k dispozici tři moderní výukové laboratoře: Laboratoř automatického řízení, Laboratoř řídicích systémů Allen-Bradlley . Objemnější průmyslové experimenty a zřízení jsou umístěny ve velké Laboratoři průmyslových řídicích systémů. Po dohodě s cvičícími je mohou studenti používat i mimo školní rozvrh (tzv. systém otevřených laboratoří).

Poznámka:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/course/search.php?search=b3b35ari

Další informace:
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 14. 8. 2022
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet6649706.html