Lecturer(s)
|
-
Matušů Radek, doc. Ing. Ph.D.
-
Gazdoš František, doc. Ing. Ph.D.
|
Course content
|
1. State-space description of linear and nonlinear systems, linearization, stability. 2. Conversion of internal (state-space) description to external (input-output) and interconnectedness. 3. Basic properties of linear continuous-time dynamic systems. 4. State estimation, Luenberger reconstructor. 5. State-space pole assignment, Ackermann's formula. 6. Optimal control, Riccati equation. 7. Algebraic control methods, polynomial and fractional approach. 8. Single input - single output (SISO) control systems synthesis by algebraic methods, 1DOF control structure. 9. Single input - single output (SISO) control systems synthesis by algebraic methods, 2DOF control structure. 10. Selected methods of the pole assignment. 11. Polynomial matrices, left and right polynomial fractions. 12. Multiple input - multiple output (MIMO) control system synthesis by the polynomial method, stability condition. 13. Norms of signals and systems, interval polynomials, polytopes, stability margin, Kharitonov's theorem. 14. Robust control design.
|
Learning activities and teaching methods
|
Lecturing, Monologic (Exposition, lecture, briefing), Methods for working with texts (Textbook, book), Exercises on PC
- Home preparation for classes
- 14 hours per semester
- Preparation for course credit
- 12 hours per semester
- Preparation for examination
- 25 hours per semester
- Term paper
- 28 hours per semester
- Participation in classes
- 56 hours per semester
|
prerequisite |
---|
Knowledge |
---|
Completion of a basic course in automatic control. |
Completion of a basic course in automatic control. |
learning outcomes |
---|
state-space description of non-linear/linear time-invariant/-variant systems. |
state-space description of non-linear/linear time-invariant/-variant systems. |
basic properties of linear continuous-time dynamic systems. |
basic properties of linear continuous-time dynamic systems. |
basic approaches to state estimation. |
basic approaches to state estimation. |
selected state-space control design methods. |
selected state-space control design methods. |
principle of control system design by polynomial approach. |
principle of control system design by polynomial approach. |
selected methods of choosing the characteristic polynomial of a closed control loop. |
selected methods of choosing the characteristic polynomial of a closed control loop. |
basic terms, types of uncertainty and approaches used in robust control design. |
basic terms, types of uncertainty and approaches used in robust control design. |
stavového popisu nelineárního/lineárního časově-invariantního/-variantního systému. |
stavového popisu nelineárního/lineárního časově-invariantního/-variantního systému. |
základních vlastností lineárních dynamických systémů. |
základních vlastností lineárních dynamických systémů. |
základních přístupů rekonstrukce stavu systému. |
základních přístupů rekonstrukce stavu systému. |
vybraných metod návrhu řízení ve stavovém prostoru. |
vybraných metod návrhu řízení ve stavovém prostoru. |
principu návrhu regulátorů polynomiálním přístupem. |
principu návrhu regulátorů polynomiálním přístupem. |
vybraných metod volby charakteristického polynomu uzavřeného regulačního obvodu. |
vybraných metod volby charakteristického polynomu uzavřeného regulačního obvodu. |
základních pojmů, typů neurčitosti a přístupů používaných při návrhu robustního řízení. |
základních pojmů, typů neurčitosti a přístupů používaných při návrhu robustního řízení. |
Skills |
---|
derive a state-space description of a linear/linearized system and analyze it for control purposes. |
derive a state-space description of a linear/linearized system and analyze it for control purposes. |
transform a state-space model into input-output description and vice versa. |
transform a state-space model into input-output description and vice versa. |
test state and output controllability and state observability of systems. |
test state and output controllability and state observability of systems. |
design and implement a simple deterministic state-observer. |
design and implement a simple deterministic state-observer. |
design and implement a state controller based on the pole assignment method or LQ control. |
design and implement a state controller based on the pole assignment method or LQ control. |
derive a suitable controller based on a polynomial approach using the pole assignment method. |
derive a suitable controller based on a polynomial approach using the pole assignment method. |
test the robust stability of the control system using Kharitonov's theorem. |
test the robust stability of the control system using Kharitonov's theorem. |
sestavit stavový popis lineárního/linearizovaného systému a analyzovat ho pro účely řízení. |
sestavit stavový popis lineárního/linearizovaného systému a analyzovat ho pro účely řízení. |
převést stavový model na vstupně-výstupní a obráceně. |
převést stavový model na vstupně-výstupní a obráceně. |
posoudit řiditelnost stavu/výstupu a pozorovatelnost stavu systému. |
posoudit řiditelnost stavu/výstupu a pozorovatelnost stavu systému. |
navrhnout a realizovat jednoduchý deterministický rekonstruktor stavu. |
navrhnout a realizovat jednoduchý deterministický rekonstruktor stavu. |
navrhnout a implementovat stavový regulátor založený na metodě přiřazení pólů či LQ řízení. |
navrhnout a implementovat stavový regulátor založený na metodě přiřazení pólů či LQ řízení. |
odvodit vhodný regulátor založený na polynomiálním přístupu s využitím metody přiřazení pólů. |
odvodit vhodný regulátor založený na polynomiálním přístupu s využitím metody přiřazení pólů. |
otestovat robustní stabilitu systému řízení pomocí Charitonovova teorému. |
otestovat robustní stabilitu systému řízení pomocí Charitonovova teorému. |
teaching methods |
---|
Knowledge |
---|
Methods for working with texts (Textbook, book) |
Lecturing |
Lecturing |
Exercises on PC |
Exercises on PC |
Methods for working with texts (Textbook, book) |
Monologic (Exposition, lecture, briefing) |
Monologic (Exposition, lecture, briefing) |
assessment methods |
---|
Oral examination |
Analysis of a presentation given by the student |
Analysis of a presentation given by the student |
Oral examination |
Recommended literature
|
-
GRIMBLE, Michael J. Robust Industrial Control : Optimal Design Approach for Polynomial Systems. 3rd ed. New York : Prentice Hall, 1995. ISBN 136552838.
-
Havlena, Vladimír. Moderní teorie řízení : doplňkové skriptum. 1. vyd. Praha : ČVUT, 1999. ISBN 8001020363.
-
Mikleš, J., Fikar, M. Process modelling, identification, and control 2. Bratislava : STU, 2004. ISBN 80-227-2132-8.
-
Ogata, Katsuhiko. Modern control engineering. 5th ed. Boston : Prentice Hall, 2010. ISBN 978-0-13-615673-4.
-
Štěcha, J., Havlena, V. Teorie dynamických systémů. Praha, 2005. ISBN 80-227-1586-7.
|