450-4077/01 – Měření a regulace (MaR)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity4
Garant předmětuIng. Martin Pieš, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Martin Pieš, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KUB631 Ing. Jan Kubíček, Ph.D.
PIE046 Ing. Martin Pieš, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 0+16

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je poskytnout posluchačům širší základ z oblasti měření a regulace. Předmět popisuje obecnou strukturu regulačního obvodu počínaje získáním informace z měřeného systému, zpracování signálu, návrhem struktury a parametrů regulačního obvodu až po ověření kvality regulace. Tato analýza lze uplatnit na kterýkoliv zobecněný systém. Studenti budou schopni prakticky provést identifikaci dynamických systémů a analyzovat vlastnosti dynamických systémů a regulačních obvodů s využitím výpočetní techniky a zejména simulačních systémů Matlab a Simulink.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Kurz rozšiřuje znalosti z předmětu Biokybernetika a podává detailnější vysvětlení pojmů z oblasti řízení a zabývá se vlastnostmi řídicích systémů. Posluchači se postupně seznámí s problematikou analýzy spojitých a diskrétních signálů, lineárních dynamických systémů a regulačních obvodů a to v časové a frekvenční oblasti. Bude vysvětlen vnější a vnitřní popis dynamických systémů. Seznámí se rovněž s metodami identifikace dynamických systémů. Dále bude následovat analýza lineárních regulačních obvodů jak ve frekvenční, tak i časové oblasti. Bude rovněž probrána stabilita regulačních obvodů, jejich statická přesnost a kvalita regulace.

Povinná literatura:

[1] HOLČÍK, Jiří. Modelování a simulace biologických systémů. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 2006. ISBN 80-01-03470-4. [2] NOSKIEVIČ, Petr. Modelování a identifikace systémů. Ostrava: Montanex, 1999. ISBN 80-7225-030-2. [3] PAZOUREK, Jaroslav. Simulace biologických systémů. Praha: Grada, 1992.

Doporučená literatura:

[1] SROVNAL, V. prof.: KYBERNETIKA učební text a návody do cvičení, VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012. [2] NEVŘIVA, P., PIEŠ, M.: SIGNÁLY A SOUSTAVY učební text a návody do cvičení, VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012. [3] NEVŘIVA, P., KAMINSKÝ, D.: ČÍSLICOVÉ SIGNÁLY A SOUSTAVY učební text, VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012. [4] OŽANA, Š.,SROVNAL, V. prof.: ANALÝZA REGULAČNÍCH SYSTÉMŮ učební text a návody do cvičení, VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012. [5] SROVNAL, V. prof., OŽANA, Š.: REGULAČNÍ SYSTÉMY učební text a návody do cvičení, VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012. [6] OŽANA, Š.: NAVRHOVÁNÍ A REALIZACE REGULÁTORŮ učební text a návody do cvičení, VŠB-TUO, FEI, Ostrava 2012.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zápočet: Student je klasifikován na základě 1 testu, za 5-10 bodů, a samostatného projektu za 10-25 bodů (absolvování testu i odevzdání projektu jsou podmínkami pro udělení zápočtu). Projekt se odevzdává elektronicky prostřednictvím LMS Moodle VSB, nejpozději do konce 13. týdne semestru. Podmínkou přijetí (bodového ohodnocení) projektu je vypracování všech bodů zadání. Zápočet od 14. týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 15 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 5-10 bodů a praktickou část 10-45 bodů, celkem 15–55 bodů. Ústní část je hodnocena 1-10 body. Všechny tři části zkoušky povinné, minimum ústní části 1 b. 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 i zkouškový test musejí být vypracovány 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

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Úvod do Měření a regulace. Měřicí řetězec. Aplikace v oblasti biomedicíny. 2. Rozdělení signálů a jejich parametry. 3. Zpracování signálu v časové oblasti. 4. Zpracování signálu ve frekvenční oblasti. 5. Metody identifikace. 6. Model systému se spojitým časem. 7. Model systému s diskrétním časem. 8. Metody modelování a simulace lineárních systémů se spojitým a s diskrétním časem. 9. Metody modelování a simulace nelineárních systémů se spojitým a s diskrétním časem. 10. Úvod do problematiky řízení. Příklady ovládání a regulace v biomedicíně. 11. Analýza spojitých a diskrétních regulačních obvodů. 12. Syntéza spojitých a diskrétních regulačních obvodů. 13. Případová studie – regulace vybraného systému z oblasti biomedicíny. 14. Úvod do problematiky realizace regulačních obvodů s vybranými SW a HW prostředky. Cvičení: Jsou stanoveny 4 okruhy cvičení. Budou kombinovány počítačové cvičení a laboratorní úlohy v každém okruhu. 1. Měřicí řetězec – laboratorní úloha. 2. Zpracování signálu – laboratorní úloha. 3. Identifikace a modelování – laboratorní úloha. 4. Ovládání a regulace – laboratorní úloha.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 15
                Test Písemka 10  5
                Samostatný projekt Projekt 25  10
        Zkouška Zkouška 65 (65) 16
                Teoretická část zkoušky Písemná zkouška 10  5
                Praktická část zkoušky Písemná zkouška 45  10
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  1
Rozsah povinné účasti: Zápočet: Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 15 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 a praktickou část . Všechny tři části zkoušky povinné.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N0788A060001) Biomedicínské inženýrství MZD P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0788A060001) Biomedicínské inženýrství MZD K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku