455-0321/01 – Regulační systémy (RS)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1999/2000Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JEM023 Ing. Jan Jemelka
OZA77 doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.
SRO30 prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
WAG019 Ing. Petr Wágner
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit posluchače se znalostmi z oblasti teorie automatického řízení, které jsou potřebné pro studium celého oboru Měřicí a řídicí technika magisterského studia. Posluchači budou schopni prakticky provést analýzu a syntézu jak lineárních tak i nelineárních regulačních obvodů s využitím výpočetní techniky a zejména simulačního systému Matlab se Simulinkem. Budou rovněž schopni navrhnout optimální nebo adaptivní regulační obvody.Svou náplní je předmět vhodný i pro posluchače jiných oborů a fakult, pokud se hodlají seznámit s problematikou teorie automatického řízení podrobněji.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Bude zde probrána problematika syntézy lineárních spojitých a diskrétních regulačních obvodů. Dále se posluchači seznámí s problematikou nelineárních systémů a nelineárních regulačních obvodů. Budou vysvětleny základní typy nelinearit, stabilita a syntéza nelineárních řídicích systémů. Budou probrány jednotlivé metody optimalizace a návrh optimalizovaných řídicích systémů. V poslední části se posluchači seznámí s problematikou adaptivních a učících se systémů a jejich uplatněním v řídicích systémech.

Povinná literatura:

Srovnal,V.: Regulační systémy. Studijní texty VŠB TUO, 2008, e- verze na webu FEI

Doporučená literatura:

Blaha, P., Vavřín, P. Řízení a regulace I. Brno, VUT Brno 2005, Kotek, Z. - Razím, M.: Teorie nelineárních, optimálních a adaptivních řídicích systémů. Praha, ČVUT 1990. Razím, M. - Štecha, J., Nelineární systémy., Praha, ČVUT, 1997. 204 s. ISBN 80-01-01663-3. Šlégl Z.: Základy kybernetiky. Plzeň, ZČU 2002 Šolc, F., Václavek, P., Vavřín, P. Řízení a regulace II. Brno, VUT Brno, 2009, ISBN AMT402 Štecha, J. Optimální rozhodování a řízení. Praha, ČVUT, 2004, ISBN 80-01-03010-5. Štecha,J.: Teorie automatického řízení I. Praha, ČVUT 1990. Štecha J., Havlena V.: Teorie dynamických systémů. Praha, ČVUT 2005. Štecha, J.-Horáček,P.: Optimální řídicí systémy. Praha, ČVUT 1989

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Jeden test a zápočtový test kontroly, buď dvě samostatné úlohy na počítači nebo jeden samostatný semestrální projekt. Termíny odevzdání samostatných prací elektronickou formou, případně písemně v týdnech 5, 10 a 14. Obsah a forma jednotlivých hodnocených prací: Samostatné laboratorní práce, protokoly obsahující dokumentaci provedeného modelování na počítači v laboratoři. Student musí být schopen podle předložené dokumentace reprodukovat úlohu na počítači. Průběžné testy ověří připravenost studentů na řešení zadaných úloh. Závěrečný test - písemná část zkoušky Teoretická část testu obsahuje 20 otázek, které prověří znalosti studentů z teorie řízení. Praktickou část testu ( 5 příkladů) student vypracuje na počítači. Celková doba trvání obou částí testu 180 min. Podmínky udělení zápočtu: Hodnocení studia Zápočet - student je klasifikován na základě 1 testu, 0-10 bodů, 2 samostatných úloh celkem 0-15 bodů nebo samostatného projektu za 0-15 bodů. Zápočtového testu 0-10 bodů. Zápočet od 14.týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů , max. lze získat 35 bodů . Zkouška - Písemná část - závěrečný test - teoretická část 0-20 bodů, praktická část 0- 30 bodů, písemná část celkem 0 - 50 bodů. Ústní část 0 - 15 bodů. Celkové hodnocení 51 - 100 bodů dle studijního řádu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
455-0510 ZK Základy kybernetiky Doporučená
455-0516 ARS Analýza regulačních systémů Doporučená
455-0536 KYB Kybernetika Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Syntéza spojitých regulačních obvodů. Metoda standardního tvaru frekvenční charakteristiky otevřeného obvodu. Metoda optimálního modulu. Metoda optimálního časového průběhu, Ziegler-Nicholsova metoda, ostatní metody syntézy regulačních obvodů. Syntéza spojitých regulačních obvodů ve stavovém prostoru. Rozvětvené regulační obvody s pomocnou regulovanou veličinou., s pomocnou akční veličinou, s měřením poruchy a s modelem regulované soustavy. Vícerozměrné regulační obvody. Syntéza regulačních obvodů se vzorkováním. Návrh analogových korekčních členů. Návrh číslicových korekčních členů, podle požadovaných vlastností přenosu řízení. Návrh regulace podle požadavků na přenos poruchy. Regulované obvody s dvěma korekčními členy. Návrh podle požadovaného překmitu. Regulátory PSD. Hybridní obvody. Vícerozměrové obvody. Nelineární řídicí systémy. Nelineární prvky. Metody pro řešení přechodových jevů. Stabilita nelineárních systémů. Linearizace a stabilita v malém. Ljapunovova metoda. Popovovo kritérium stability. Metoda ekvivalentních přenosů. Optimální a adaptivní řídicí systémy. Kritérium optimality. Lineární programování. Numerické metody hledání extrémů funkcí. Statická optimalizace technologických procesů. Extremální regulace. Dynamická optimalizace a adaptivní systémy. Pontrjaginův princip minima. Dynamické programování. Struktura adaptivního systému. Struktura učícího se systému. Adaptivní identifikace a řízení s modelem. Metody adaptace. Rozpoznávání předmětů. Cvičení: TEST Otázky ze syntézy spojitých a diskrétních regulačních obvodů Otázky z nelineárních regulačních obvodů Otázky z optimálizačních úloh Otázky z adaptivních regulovaných obvodů. Laboratoře: Návrh diskrétního regulátoru a jeho ověření na fyzikálním modelu. Návrh nelineárního řídicího systému a jeho ověření na fyzikálním modelu. Návrh optimálního regulátoru a jeho ověření na fyzikálním modelu. Projekty: Každý student dostane zadány v průběhu semestru buď 2 samostatné práce nebo jeden rozsáhlejší projekt, které zpracuje s využitím výpočetní techniky. Počítačové laboratoře: Příklady na syntézu spojitých regulačních obvodů. Výpočet příkladů na PC . Zadání písemné práce 1 pro výpočet spojitého regulačního obvodu. Příklady na syntézu spojitých regulačních obvodů. Výpočet příkladů na PC. Zadání písemné práce 2 pro výpočet regulačního obvodu se vzorkováním. Výpočet rozvětvených regulačních obvodů a vícerozměrných regulačních obvodů. Výpočet příkladů na PC. Výpočet diskrétních regulátorů. Výpočet příkladů na PC. Výpočet diskrétních regulátorů. Výpočet příkladů na PC. Konstrukce trajektorií ve fázovém prostoru.Výpočet příkladů na PC. Modelování nelineárního řídicích systémů. Výpočet příkladů na PC. Příklady na výpočet stability nelineárních systémů. Výpočet příkladů na PC. Příklady na výpočet kritéria optimality. Řešení optimálizačních úloh.Výpočet příkladů na PC. Příklady s adaptivními modely regulovaných obvodů. Výpočet příkladů na PC.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní 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) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 15  0
                Písemka Písemka 10  0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 10  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 50  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 15  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku