450-2019/02 – Kybernetika (KYB)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské, navazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
OZA77 doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.
RAJ0048 Ing. Akshaya Raj
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

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:

[1] Šolc,F., Václavek, P., Vavřín, P., Řízení a regulace II, Studijní materiály, Brno, FEKT VUT Brno 2009. [2] Blaha, P., Vavřín, P., Řízení a regulace 1. Studijní materiály Brno, FEKT VUT Brno 2009. [3] Klobouček, J., et al. (2007). Základy aplikované kybernetiky cvičení. Liberec, Technická univerzita v Liberci. [4] Štecha J., Havlena V.: Teorie dynamických systémů. Praha, ČVUT 2005. [5] Razím, M., Štecha, J., Nelineární systémy., Praha, ČVUT, 1997. 204 s. ISBN 80-01-01663-3. [6] Štecha, J. Optimální rozhodování a řízení. Praha, ČVUT, 2004, ISBN 80-01-03010-5. [7] Šlégl Z.: Základy kybernetiky. Plzeň, ZČU 2002 [8] Štecha,J.: Teorie automatického řízení I. Praha, ČVUT 1990.

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

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
450-2009 SaS Signály a soustavy Doporučená

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 řízení. 13. Programové prostředky pro řízení. 14. Historie, současnost, nové směry, trendy a přístupy v oblasti technické kybernetiky. Laboratoře: 1. Seznámení s programem cvičení a laboratoří. Školení bezpečnosti práce. 2. Příklady laboratorních regulačních úloh s demonstrací principu zpětnovazebního řízení – laboratorní úloha. 3. Aplikace matematického aparátu v příkladech, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab. 4. Vnější popis, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab – laboratorní úloha. 5. Vnitřní popis systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab – laboratorní úloha. 6. Základní dynamické systémy, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab – laboratorní úloha. 7. Zpětnovazební regulační obvod – úvod do problematiky, analýza, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab. 8. Úvod do analýzy jednorozměrných i vícerozměrných spojitých a diskrétních systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab. 9. Diskrétní regulační obvod, diskretizace, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab. 10. Základní metody identifikace systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab. 11. Úvod do problematiky nelineárních systémů, demonstrace v programu Matlab a Simulink / Scilab. 12. Práce na projektech. 13. Demonstrace technických a programových prostředků pro řízení. 14. 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

Kombinovaná forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 10
                Test Jiný typ úlohy 25  9 1
                Projekt Jiný typ úlohy 10  1
        Zkouška Zkouška 65 (65) 16 3
                Teoretická část Jiný typ úlohy 20  5 3
                Praktická část Jiný typ úlohy 35  10 3
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  1 3
Rozsah povinné účasti: 80% účast na cvičeních

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Completion of all mandatory tasks within individually agreed deadlines.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0714A150004) Počítačové systémy pro průmysl 21. století KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0714A150004) Počítačové systémy pro průmysl 21. století KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (B0714A060013) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0714A150004) Počítačové systémy pro průmysl 21. století KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (B0714A060013) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (B0714A150002) Řídicí a informační systémy KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0714A150004) Počítačové systémy pro průmysl 21. století KYB P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (B0714A060013) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2660) Počítačové systémy pro průmysl 21. století P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R041) Řídicí a informační systémy K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K angličtina Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K angličtina Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - bc. 2016/2017 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - bc. 2015/2016 prezenční angličtina volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok

Hodnocení Výuky



2017/2018 letní