Předmět: Teorie automatického řízení II

« Zpět
Název předmětu Teorie automatického řízení II
Kód předmětu KRP/INAR2
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia 1
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 6
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Dušek František, doc. Ing. CSc.
  • Kupka Libor, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Úvod do teorie diskrétního řízení, struktura diskrétních regulačních obvodů. Diskretizace spojité části regulačního obvodu. Vzorkování a tvarování signálů, filtrace. 2. Z-transformace a zpětná Z-transformace. Využití Z-transformace pro řešení diferenčních rovnic. Diskrétní přenos. Převod mezi spojitým a diskrétním popisem. Stabilita diskrétních systémů. 3. Diskrétní parametrická identifikace, model stacionárního náhodného procesu, diskrétní modely ARX, ARMAX, OE a BJ. Odhad parametrů ARX a ARMAX modelu metodou nejmenších čtverců, odhad pomocí korelačních funkcí, vlastnosti odhadu. 4. Diskrétní PID regulátor a jeho realizace. Optimalizace diskrétního PID regulátoru podle zvoleného kritéria. 5. Implementace číslicových regulátorů, vliv jejich struktury a periody vzorkování na průběh regulačního pochodu. 6. Algebraické metody řízení. Vybrané operace s polynomy, polynomiální zlomky a matice, diofantická rovnice. 7. Diskrétní regulátory s optimalizovanou strukturou. Návrh zpětnovazebního regulátoru v konečném počtu kroků regulace (slabá a silná verze). 8. Diskrétní stavový popis spojitého systému buzeného schodovou funkcí. Souvislost mezi vnitřním a vnějším popisem. 9. Pozorovatel stavu - Luenbergerův deterministický estimátor úplného a redukovaného řádu. 10. Diskrétní regulační obvod se stavovou zpětnou vazbou, diskrétní stavový regulátor, návrh volbou pólů regulačního obvodu, Ackermannova formule. Eliminace trvalé regulační odchylky, astatické rozšíření zpětné vazby. 11. Návrh optimálního stavového regulátoru podle kvadratického kritéria, Riccatiho rovnice. Řízení systémů s dopravním zpožděním. 12. Nelineární dynamické systémy a jejich popis. Základní typy nelinearit. Analýza ve fázovém prostoru, analytické a numerické metody. 13. Stabilita nelineárních systémů. Vyšetřování a kritéria stability, metody linearizace.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Metody práce s textem (učebnicí, knihou), Metody samostatných akcí, Laborování
Výstupy z učení
Seznámit studenty s analýzou ve stavovém prostoru a s návrhem číslicových regulátorů včetně estimace stavu.
Studenti získají základní přehled o problematice diskrétních regulačních obvodů a osvojí si základy potřebného matematického aparátu. Naučí se navrhovat diskrétní regulátory s pevnou (diskrétní verze PID) resp. optimalizovanou strukturou a to i ve stavovém prostoru. Seznámí se základy teorie nelineárních systémů.
Předpoklady
Předpokládají se základní znalosti z oblasti teorie automatického řízení, identifikace a modelování dynamických systémů.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška, Posouzení zadané práce

Pro úspěšné absolvování předmětu musí student, mimo účasti na přednáškách a cvičeních, vypracovat řešení individuálně zadaných úloh.
Doporučená literatura
  • Balátě, Jaroslav. Automatické řízení. Praha: BEN - technická literatura, 2004. ISBN 80-7300-148-9.
  • FRANKLIN, G.F., POWELL, J.D., WOEKMAN, M.L. Digital Control of Dynamic Systems (3. vydání). Stanford (USA): Prentice Hall, 1998. ISBN 0-201-82054-44.
  • HANUŠ, B., OLEHLA, M., MODRLÁK, O. Číslicová regulace technologických procesů: algoritny, matematicko-fyzikální analýza, identifikace, adaptace. Brno: VUT, 2000. ISBN 80-214-1460-X.
  • HAVLENA, V., ŠTĚCHA, J. Moderní teorie řízení. Praha: ČVUT, 2000. ISBN 80-01-02095-9.
  • HLAVA, J. Prostředky automatického řízení II: analogové a číslicové regulátory, elektrické pohony, průmyslové komunikační systémy. Praha: ČVUT, 2000. ISBN 80-01-02221-8.
  • KWAKERNAAK, H. Linear Optimal Control Systems. New York: John Wiley & Sons, 1972. ISBN 0-471-51110-2.
  • RAZÍM, M., ŠTĚCHA, J. Nelineární systémy. Praha: ČVUT, 1997.
  • Štecha, Jan. Teorie dynamických systémů. Praha: Vydavatelství ČVUT, 1999. ISBN 80-01-01971-3.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky Studijní plán (Verze): Řízení procesů (2014) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky Studijní plán (Verze): Řízení procesů (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky Studijní plán (Verze): Řízení procesů (2013) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky Studijní plán (Verze): Řízení procesů (2015) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Letní