450-2019/02 – Kybernetika (KYB)
Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 6 |
Garant předmětu | doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské, bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je poskytnout posluchačům bakalářského studia základní informace z oblasti kybernetiky, konkrétně z oblasti dynamických systémů a automatického řízení. Posluchači budou schopni prakticky provést analýzu jednoduchých systémů a zpětnovazebních regulačních obvodů a získají základní informace o HW a SW prostředcích používaných v oblasti automatizace. Při řešení úloh ve cvičení budou využívat výpočetní techniku a simulační systém Matlab a Simulink / Scilab.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
V předmětu Kybernetika budou vysvětleny základní pojmy z kybernetiky, zejména základní vlastnosti dynamických systémů a řídicích systémů. Posluchači se seznámí s problematikou popisu a analýzy spojitých a diskrétních lineárních dynamických systémů. Dále se seznámí s vlastnostmi jako je stabilita, statická přesnost a kvalita regulace. Bude jim rovněž ve stručnosti prezentována problematika nelineárních regulačních obvodů. Dále získají základní informace o HW a SW prostředcích používaných v oblasti automatizace.
Povinná literatura:
[1] Srovnal,V: Kybernetika. Učební text a návody do cvičení. VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012.
[2] Beneš, P. (2014). Automatizace a automatizační technika : prostředky automatizační techniky. 3. Brno, Computer Press.
[3] Beneš,P. (2012) Automatizace a automatizační technika. 1, Systémové pojetí automatizace. Brno, Computer Press.
[4] Maixner, L. and P. Beneš (2014). Automatizace a automatizační technika. 2, Automatické řízení. Brno, Computer Press.
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Zápočet: student je klasifikován na základě 1 testu, za 9-25 bodů, a samostatného projektu za 1-10 bodů (absolvování testu i odevzdání projektu jsou podmínkami pro udělení zápočtu). Projekt se odevzdává elektronicky prostřednictvím LMS Moodle VSB, nejpozději do konce zápočtového týdne. Podmínkou přijetí (bodového ohodnocení) projektu je vypracování všech bodů zadání. Zápočet od 14.týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů, max. lze získat 35 bodů. Dále je nutno splnit 80% docházky cvičení.
Zkouška: Sestává z písemné a ústní části. Písemná část obsahuje teoretickou část 5-20 bodů a praktickou část 10-35 bodů, celkem 15–55 bodů. Ústní část je hodnocena 1-10 body. Všechny tři části zkoušky povinné, minimum ústní části 1b. Celkové hodnocení 51-100 bodů dle studijního řádu.
Dodatky:
Zápočtový test je bez náhrady, tj. nelze jej opakovat či absolvovat v jiném termínu, výjimkou je závažný
důvod (posouzení je na garantovi předmětu).
Ústní část zkoušky bude bodována jen tehdy, bude-li splněno minimum z písemné části.
Při opakování předmětu z minulého roku nepřecházejí body z dílčích úkolů (test, projekt) automaticky do daného aktuálního roku.
E-learning
Další požadavky na studenta
Student musí být schopen prokázat, že projekt zpracoval samostatně. Zápočtový test, teoretická i praktická část zkoušky musí být zpracována samostatně, porušení zásady může být důvodem pro neúspěšné vykonání příslušné části. Není-li řečeno jinak, k výuce se používá pouze výpočetní technika přítomná v učebně, a to výhradně programy týkající se výuky. Detailní pravidla pro konkrétní učebnu jsou dány zásadami práce v laboratoři, které jsou vyvěšeny u vstupu do učebny.
Prerekvizity
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Základní pojmy z oblasti kybernetiky a řídicích systémů. Klasifikace systémů, pojmy řízení, ovládání a regulace.
2. Příklady ovládání a regulace. Výukové fyzikální modely, řízení reálných technologií v praxi. Alternativně: exkurze do vybrané firmy zabývající se průmyslovou automatizací.
3. Matematický aparát používaný v oblasti kybernetiky a řídicích systémů. Problematika modelování a simulace.
4. Vnější popis dynamických systémů.
5. Vnitřní popis dynamických systémů.
6. Základní dynamické systémy a jejich vlastnosti.
7. Úvod do analýzy jednorozměrných i vícerozměrných spojitých a diskrétních systémů.
8. Zpětnovazební regulační obvod, jeho funkce, struktura a základní vlastnosti.Základy spojitého řízení (PID regulátor).
9. Základy číslicového řízení, diskrétní regulační obvod. Diskrétní systémy, problematika diskretizace spojitých systémů.
10. Úvod do problematiky identifikace systémů.
11. Úvod do problematiky nelineárních systémů.
12. Technické prostředky pro řízenía programové prostředky pro řízení.
13. Historie, současnost, nové směry, trendy a přístupy v oblasti technické kybernetiky.
Laboratoře:
1. Seznámení s programem cvičení a laboratoří. Školení bezpečnosti práce.Příklady laboratorních regulačních úloh s demonstrací principu zpětnovazebního řízení – laboratorní úloha.
2. Aplikace matematického aparátu v příkladech, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab.
3. Vnější popis, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab – laboratorní úloha.
4. Vnitřní popis systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab – laboratorní úloha.
5. Základní dynamické systémy, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab – laboratorní úloha.
6. Zpětnovazební regulační obvod – úvod do problematiky, analýza, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab.
7. Úvod do analýzy jednorozměrných i vícerozměrných spojitých a diskrétních systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab.
8. Diskrétní regulační obvod, diskretizace, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab.
9. Základní metody identifikace systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab.
10. Úvod do problematiky nelineárních systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab.
11. Práce na projektech.
12. Demonstrace technických a programových prostředků pro řízení.
13. Zápočet, kontrola projektů.
Projekty:
Každý student dostane zadán v průběhu semestru jeden rozsáhlejší projekt, který zpracuje s využitím výpočetní techniky. Časová náročnost cca 20 hodin. Název projektu: Základy analýzy spojitých jednorozměrných regulačních obvodů a spojitých lineárních a nelineárních soustav.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky