Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2022/2023

Lineární systémy

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
B3M35LSY1 Z,ZK 6 4P+2C česky
Přednášející:
Petr Hušek (gar.)
Cvičící:
Petr Hušek (gar.), Denis Efremov, Viktor-Adam Koropecký
Předmět zajišťuje:
katedra řídicí techniky
Anotace:

Úvod do teorie lineárních systémů s důrazem na řízení systémů. Předmět se zabývá základními vlastnosmi lineárních dynamických systémů a souvislostí mezi stavovým a přenosovým popisem systému, návrh stavové zpětné vazby, pozorovatele stavu a návrh stabilizujících regulátorů.

Požadavky:

Předmět nemá prerekvizity, nicméně předpokládá se základní znalost lineární algebry.

Osnova přednášek:

Systémy a signály. Systémy lineární, časově invariantní, diferenciální a diferenční. Pojem stavu, stavové rovnice.

Řešení stavových rovnic, módy systému, impulzní odezva a přenos systému. Spojité, diskrétní a vzorkované systémy.

Vnitřní a vnější stabilita lineárního systému.

Dosažitelnost a řiditelnost systému.

Pozorovatelnost systému. Duální systémy.

Standardní tvary systémů, Kalmanova dekompozice.

Vnitřní a vnější popis systému. Nuly a póly systému.

Realizace systému. Minimální realizace, vyvážená realizace.

Stavová zpětná vazba, regulace stavu, změna pólů systému.

Injekce výstupu do stavu, odhad stavu.

Vazby mezi systémy, zpětnovazební řízení, stabilizující regulátory.

Osnova cvičení:

Pro každé cvičení je zveřejněn seznam neřešených příkladů, jejich řešení student odevzdává prostřednictvím webové aplikace před zahájením cvičení. Náplní cvičení je zodpovězení dotazů studentů a řešení obtížnějších příkladů.

Řešení zadaných příkladů v rozsahu 6 hodin týdně, odevzdání prostřednictvím webové aplikace, kontrola a hodnocení asistentem.

Předpokladem pro úspěšné absolvování předmětu jsou znalosti základů lineární algebry, diferenciálních rovnic, Laplaceovy transformace a z-transformace. Přednášky a cvičení jsou vedeny v češtině nebo v angličtině, podle potřeby. Studijní literatura a příklady k řešení jsou v angličtině.

Cíle studia:

Cílem předmětu je zavedení základních matematických nástrojů pro popis, analýzu a syntézu dynamických systémů. Důraz bude kladen na lineární časově invariantní systémy s více vstupy a více výstupy.

Budou definovány jejich vlastnosti, jako stabilita, řiditelnost nebo pozorovatelnost. Bude zkoumána souvislost mezi stavovým a přenosovým popisem systému a stavová realizace přenosu. Podrobně vysvětlena bude stavová zpětná vazba, pozorovatel stavu a návrh stabilizujících regulátorů. Přednesen bude i úvod ke kvadratické optimalizaci regulátoru a pozorovatele stavu. Okrajově se kurz dotkne i systémů v čase proměnných a systémů nelineárních.

Studijní materiály:

ANTSAKLIS, Panos J., MICHEL, Anthony N. A Linear Systems Primer. Birkhäuser, Boston, 2007. ISBN-13: 978-0-8176-4460-4, e-ISBN-13: 978-0-8176-4661-5

V Centrální knihovně ČVUT je k dispozici 60 výtisků.

Rozšiřující literatura pro zájemce:

C. T. Chen: Linear Systems Theory and Design. Oxford University Press, 3. vydání, 1998.

Velice pěkně napsaná kniha, neobsahuje však celou látku.

P. J. Antsaklis, A. N. Michel: Linear Systems. New York: McGraw-Hill, 1997.

Velmi podrobná pokročilá kniha, plná verze knihy zvolené pro tento kurz. Užitečná jako referenční příručka, spíše než jako učebnice.

H. Kwakernaak, R. Sivan: Modern Signals and Systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1991.

Velmi obsáhlá kniha, přístupně psaná, slouží jako úvod do teorie systémů.

T. Kailath: Linear systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1980. Slavná kniha, dnes již poměrně stará, nicméně krásně napsaná.

J. P. Hespanha: Linear Systems Theory. Princeton University Press, 2nd edition 2018. Stručně psaná kniha vystihující vše podstatné

Poznámka:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=6134

Další informace:
https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=6134
Rozvrh na zimní semestr 2022/2023:
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 KN:E-26
Hušek P.
09:15–10:45
(přednášková par. 1
paralelka 101)

Karlovo nám.
Laboratoř TŘ2
místnost KN:E-26
Hušek P.
11:00–12:30
(přednášková par. 1
paralelka 102)

Karlovo nám.
Laboratoř TŘ2
místnost KN:E-23
Hušek P.
12:45–14:15
(přednášková par. 1
paralelka 103)

Karlovo nám.
Laboratoř AB
Út
místnost T2:D3-309
Hušek P.
11:00–12:30
(přednášková par. 1)
Dejvice
T2:D3-309
místnost T2:C3-51
Hušek P.
11:00–12:30
(přednášková par. 1)
Dejvice
T2:C3-51
St
Čt
místnost T2:C3-337
Hušek P.
11:00–12:30
(přednášková par. 1)
Dejvice
T2:C3-337

Rozvrh na letní semestr 2022/2023:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 9. 12. 2022
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese https://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet6771806.html