450-4077/01 – Měření a regulace (MaR)
Garantující katedra | Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství | Kredity | 4 |
Garant předmětu | Ing. Martin Pieš, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Martin Pieš, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
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.
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Zápočet:
Student je klasifikován na základě 1 testu za 5-10 bodů, a dvou samostatných projektů z části signály za 5 až 10 bodů a z části regulace za 7 až 15 bodů, v celkové sumě 12 až 25 bodů (absolvování testu i odevzdání projektu jsou podmínkami pro udělení zápočtu). Projekt se odevzdává elektronicky prostřednictvím LMS Moodle VSB, nejpozději do konce 12. týdne semestru. Podmínkou přijetí (bodového ohodnocení) projektu je vypracování všech bodů zadání. Zápočet od 13. 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 10-35 bodů a praktickou část 5-20 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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky