455-0536/01 – Kybernetika (KYB)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2005/2006Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JEM023 Ing. Jan Jemelka
KIJ018 Ing. Jan Kijonka, Ph.D.
OZA77 doc. Ing. Štěpán Ožana, Ph.D.
SRO30 prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc.
SRO37 Ing. Vilém Srovnal, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 3+18

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je poskytnout posluchačům bakalářského studia základní informace z oblasti kybernetiky. - Zejména z oblasti teorie dynamických soustav a automatického řízení. - Posluchači budou schopni prakticky provést analýzu a syntézu jednoduchých lineárních a nelineárních regulačních obvodů. - Budou využívat výpočetní techniku a simulační systém Matlab a Simulink. - Budou schopni pochopit základní principy optimálních a adaptivních regulačních obvodů.

Vyučovací metody

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

Anotace

- Budou vysvětleny základní pojmy z kybernetiky a to zejména vlastnosti řídicích systémů. - Posluchači se seznámí s problematikou popisu spojitých a diskrétních lineárních dynamických systémů. - Dále se seznámí s vlastnostmi jako je stabilita, statická přesnost a kvalita regulace. - Dále se posluchači seznámí se základními metodami návrhu regulátorů na základě požadovaných vlastností regulačních obvodů. - Stručně se seznámí také s problematikou nelineárních regulačních obvodů a s optimálními a adaptivními řídicími systémy.

Povinná literatura:

Srovnal,V: Kybernetika. Sylaby na WWW stránkách FEI, 2008

Doporučená literatura:

Blaha, P., Vavřín, P. Řízení a regulace 1. Brno, VUT Brno 2005, ISBN AMT405. Razím, M. - Štecha, J., Nelineární systémy., Praha, ČVUT, 1997. 204 s. ISBN 80-01-01663-3. 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. Šlégl Z.: Základy kybernetiky. Plzeň, ZČU 2002 Šolc, F., Václavek, P., Vavřín, P. Řízení a regulace II. Brno, VUT, 2004, ISBN AMT402

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Jeden test kontroly a dvě samostatné úlohy v laboratoři nebo jedna rozsáhlejší úloha. K samostatným laboratorním úlohám studenti zpracují protokoly obsahující dokumentaci provedené úlohy buď jako modelování na počítači nebo řízení na fyzikálním modelu v laboratoři. Student musí být schopen podle předložené dokumentace reprodukovat úlohu v laboratoři. Podmínky udělení zápočtu: Zápočet - student je klasifikován na základě testu, za 0-15 bodů, a 2 samostatných úloh 0-10 bodů nebo samostatného projektu za 0-20 bodů. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů , max. lze získat 35 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
455-0533 SaS Signály a soustavy Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Základní pojmy z oblasti kybernetiky a řídicích systémů. Příklady regulace. Struktury systémů automatického řízení. Dynamické systémy. Analýza spojitého lineárního systému. Popisy spojitých dynamických systémů. Bloková schémata a modelování spojitých dynamických systémů. Základní typy spojitých systémů a jejich vlastnosti. Analýza diskrétního lineárního systému. Popisy diskrétních dynamických systémů. Bloková schémata a modelování diskrétních dynamických systémů. Základní typy diskrétních systémů a jejich vlastnosti. Diskretizace spojitých systémů. Frekvenční rozbor vzorkování. Tvarovací členy. Stabilita. Stabilita lineárních spojitých systémů. Stabilita diskrétních systémů. Metody identifikace systémů. Analýza regulačního obvodu. Standardní typy přenosů ve spojitých zpětnovazebních obvodech. Základní vlastnosti. Stabilita lineárních spojitých zpětnovazebních obvodů. Nyquistovo kritérium stability. Analýza spojitých regulačních obvodů. Statická přesnost. Dynamické vlastnosti. Kvalita regulace. Analýza pomocí frekvenčních charakteristik. Syntéza jednoduchých spojitých regulačních obvodů. Metody syntézy regulačních obvodů. Syntéza jednoduchých regulačních obvodů se vzorkováním. Návrh číslicových korekčních členů, podle požadovaných vlastností přenosu řízení a poruchy. Základní vlastnosti nelineární řídicí systémy. Nelineární prvkyZákladní problematika stability nelineárních systémů. Základní pojmy z optimálních řídicích systémů. Kritérium optimality. Statická a dynamická optimalizace. Základní pojmy z adaptivních řídicích systémů. Struktura adaptivního systému. Princip adaptivní identifikace a řízení s modelem. Laboratoře: Příklady laboratorních regulačních úloh s demonstrací principu zpětnovazebního řízení. Laboratorní úloha na popis fyzikálního modelu pomocí stavových rovnic spojitých systémů. Ověření popisu na PC. Laboratorní úloha na popis fyzikálního modelu pomocí diskrétních stavových rovnic. Ověření modelu na PC. Laboratorní úloha s návrhem PID regulátoru, řešení na PC ve spojení s fyzikálním modelem. Laboratorní úloha s návrhem diskrétního PSD regulátoru, řešení na PC ve spojení s fyzikálním modelem. Laboratorní úloha s návrhem nelineárního regulátoru, řešení na PC ve spojení s fyzikálním modelem. Laboratorní úloha s optimálním regulátorem a fyzikálním modelem. Laboratorní úloha s adaptivním regulátorem a fyzikálním modelem. Projekty: Každý student dostane zadány v průběhu semestru 2 samostatné práce, které zpracuje s využitím výpočetní techniky v laboratoři. Počítačové laboratoře: Modelování spojitých systémů na počítači a rozbor frekvenčních a časových charakteristik. Zadání písemné práce 1 pro modelování spojitých a diskrétních systémů na počítači. Modelování diskrétních systémů na počítači a rozbor časových charakteristik.. Modelování zadaných úloh vnitřních popisů systémů na počítači. Modelování regulačních obvodů se spojitým regulátorem na počítači a rozbor frekvenčních a časových charakteristik a stability. Modelování regulačních obvodů se diskrétním regulátorem na počítači a rozbor časových charakteristik a stability. Zadání písemné práce 2 pro modelování regulačního obvodu s PID regulátorem na počítači. Zápočtový test.

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
                Písemka Písemka 35  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 55  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Rožnov pod Radhoštěm 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika K čeština Šumperk 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2648) Projektování elektrických zařízení P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2648) Projektování elektrických zařízení K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2648) Projektování elektrických zařízení (2648R999) Společné studium P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2648) Projektování elektrických zařízení (2648R999) Společné studium K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku