455-0516/02 – Analýza regulačních systémů (ARS)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
OZA77 doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.
SRO30 prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+3
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je poskytnout posluchačům širší základ z oblasti analýzy dynamických soustav a regulačních obvodů.Tato část teorie automatického řízení je potřebná pro následující magisterské studium.Posluchači budou schopni prakticky provést identifikaci dynamických systémů a analýzu regulačních obvodů s využitím výpočetní techniky a zejména simulačního systému Matlab se Simulinkem. 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

Anotace

Budou zde vysvětleny základní pojmy a vlastnosti řídicích systémů. Posluchači se postupně seznámí s problematikou analýzy spojitých a diskrétních lineárních dynamických systémů, zejména s jejich vnějším a vnitřním popisem. Z vlastností dynamických systémů bude probrána stabilita, řiditelnost, dosažitelnost a pozorovatelnost. 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:

Srovnal,V: Analýza regulačních systémů. Sylaby na WWW stránkách katedry,2007

Doporučená literatura:

Štecha,J: Teorie automatického řízení I. Praha, ČVUT 1990. Vavřín,V.: Teorie dynamických systémů. Brno, VUT 1989. Vavřín,P.: Teorie automatického řízení I. Brno, VUT 1991.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Tři samostatné teoretické úlohy na počítači.Forma odevzdání samostatných prací elektronickou formou, případně písemně - ve stanovených týdnech. Obsah a forma jednotlivých hodnocených prací: Samostatné teoretické práce, protokoly obsahující dokumentaci provedeného modelování na počítači v laboratoři. Student musí být schopen podle předložené dokumentace reprodukovat úlohu na počítači. Tři samostatné praktické úlohy. Forma odevzdání samostatných prací elektronickou formou, případně písemně -ve stanovených týdnech. Obsah a forma jednotlivých hodnocených prací: protokoly obsahující dokumentaci provedeného návrhu regulátoru pro danou laboratorní úlohu. Student musí být schopen podle předložené dokumentace vysvětlit a předvést úlohu v laboratoři. Závěrečný zápočtový test - klasifikovaný zápočet Teoretická část testu obsahuje 20 otázek, které prověří studenty o celkové znalosti předmětu. Praktickou část testu ( 6 příkladů) student vypracuje písemně nebo na počítači. Celková doba trvání obou částí testu 90 min. Podmínky udělení zápočtu: Hodnocení studia: Klasifikovaný zápočet - student je klasifikován na základě 3 samostatných teoretických úloh 0-15 bodů a tří praktických laboratorních úloh: 0-15 bodů. Závěrečný zápočtový test: teoretická část 0-30 bodů, praktická část 0-40 bodů. Celkem je možno získat 0 - 100 bodů. Celkové hodnocení pro udělení klasifikovaného zápočtu 51 - 100 bodů dle studijního řádu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
455-0510 ZK Základy kybernetiky Doporučená
455-0536 KYB Kybernetika Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Základní dynamické systémy - proporcionální, integrační, derivační, se setrvačností, systém 2. řádu, dopravní zpoždění. Základní typy diskrétních systémů. Proporcionální člen. Sumační člen. Diferenční člen. Setrvačný člen. Kmitavý člen prvého a druhého řádu. Vazby mezi systémy. Řešení stavových rovnic spojitých systémů. Matice přechodu. Generátory vstupních funkcí. Diagram stavových veličin. Vnitřní a vnější popis systému. Stavová rovnice a přenosová matice. Určení vnitřního popisu systému z popisu vnějšího. Frobeniův a Jordanův kanonický tvar. Řešení stavových rovnic diskrétních systémů. Matice přechodu. Generátor vstupních funkcí. Diagram stavových veličin. Stavová reprezentace diskrétních systémů. Vnitřní a vnější popis systému. Stavová rovnice a přenosová matice. Určení vnitřního popisu systému z popisu vnějšího. Frobeniův a Jordanův kanonický tvar. Souvislosti spojitého a diskrétního popisu systému. Diskretizace spojitých systémů. Frekvenční rozbor vzorkování. Tvarovací členy. Modifikovaný diskrétní přenos. Stabilita vícerozměrných systémů Kritéria řiditelnosti, dosažitelnosti, pozorovatelnosti a rekonstruovatelnosti. Metody identifikace systémů.Experimentální identifikace. Identifikace pomocí deterministických signálů. Identifikace pomocí stochastických signálů. Identifikace pomocí modelu. Vlastnosti a popis spojitých zpětnovazebních obvodů. Stabilita, statická přesnost a kvalita regulace. Integrální kritéria kvality regulace Analýza pomocí frekvenčních charakteristik. Metoda kořenového hodografu.Analýza spojitých a diskrétních regulačních obvodů ve stavovém prostoru. Cvičení: Seznámení s programem cvičení. Školení bezpečnosti práce. Příklady regulace. Příklady z Laplaceovy transformace. Laboratoře: Laboratorní úloha : Regulace teploty Laboratorní úloha : Regulace otáček Laboratorní úloha : Regulace pohonů Laboratorní úloha : Kulička na tyči Laboratorní úloha : Kulička na ploše Laboratorní úloha : Magnetická levitace Projekty: Každý student dostane zadány v průběhu semestru 3 teoretické samostatné práce, které vypracuje s využitím výpočetní techniky. Každý student vypracuje protokol ke 3 zadaným laboratorním úlohám. Počítačové laboratoře: Příklady řešení vnitřního popisu spojitých systémů. Ověření vypočtených příkladů na počítači.Zadání písemné práce 1 pro modelování spoj. systémů ve stavovém prostoru. Příklady řešení stavových rovnic spojitých systémů. Ověření na počítači. Příklady řešení stavových rovnic diskrétních systémů. Ověření na počítači. Příklady numerického řešení řiditelnosti a dosažitelnosti. Stavový regulátor. Ověření příkladů na PC. Příklady analýzy regulačního obvodu. Modelování regulačního obvodu na PC. Kvalita regulace, příklady na integrální kriterium a test aperiodicity. Ověření na PC.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100 (100) 0
        Laboratorní práce Laboratorní práce 30  0
        Písemka Písemka 70  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Šumperk 3 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2005/2006 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2005/2006 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2004/2005 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2004/2005 (B2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612R041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku