|
Vyučující
|
-
Vašek Vladimír, prof. Ing. CSc.
-
Pekař Libor, doc. Ing. Ph.D.
-
Navrátil Pavel, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Automatické řízení - logické řízení, spojité řízení spojitých fyzikálních veličin, diskrétní řízení spojitých fyzikálních veličin - základní pojmy a principy. 2. Jednoduchý spojitý regulační obvod, jeho součásti, popis veličin, obecné vlastnosti řízených a řídicích systémů. Matematický model části regulačního obvodu a celého regulačního obvodu. Linearita, metody linearizace. 3. Pojem diferenciální rovnice. Řešení diferenciální rovnice. Cauchyova úloha. Obyčejná diferenciální rovnice 1. řádu. Separovatelná obyčejná diferenciální rovnice 1. řádu. Lineární nehomogenní obyčejná diferenciální rovnice 1. řádu. Příklady systémů popisovaných těmito rovnicemi. 4. Obyčejná diferenciální rovnice n-tého řádu. Základní pojmy a vlastnosti. Homogenní lineární obyčejná diferenciální rovnice n-tého řádu s konstantními koeficienty. Charakteristická rovnice. Nehomogenní lineární obyčejná diferenciální rovnice n-tého řádu s konstantními koeficienty. Metody řešení. Příklady systémů popisovaných těmito rovnicemi. 5. Soustava obyčejných diferenciálních rovnic 1. řádu s konstantními koeficienty. Vlastní čísla. Vlastní vektory. Stabilita řešení soustavy obyčejných diferenciálních rovnic 1. řádu. 6. Laplaceova transformace. Definice a základní vlastnosti Laplaceovy transformace. Zpětná Laplaceova transformace. Slovník Laplaceovy transformace. Řešení obyčejných diferenciálních rovnic pomocí Laplaceovy transformace. Pojem diskrétní funkce, aplikace, definice a základní vlastnosti Z- transformace, slovník Z - transformace. 7. Obrazový přenos systému. Popis základního regulačního obvodu v otevřené a uzavřené smyčce. Přenosy a signály v uzavřeném regulačním obvodu. Bloková algebra spojitých systémů. 8. Popis vlastností proporcionálních, integračních a derivačních členů RO (ideální, se setrvačností 1. řádu, se setrvačností 2. řádu), diferenciální rovnice, obrazové přenosy, přechodové charakteristiky. 9. Popis vlastností ideálních P, I, D regulátorů, jejich kombinace, základní vlastnosti, diferenciální rovnice, obrazové přenosy, přechodové charakteristiky. 10. Metody analýzy spojitého regulačního obvodu - fyzikální realizovatelnost, stabilita, ustálená regulační odchylka. 11. Metody syntézy spojitého regulačního obvodu s PID regulátory. 12. Podrobné schéma diskrétního regulačního obvodu; princip činnosti, spojité veličiny, posloupnosti diskrétních hodnot, číselné veličiny, vzorkovací a tvarovací člen. 13. Diskrétní PID regulátory, interpretace jeho jednotlivých složek, návrh číslicového regulátoru metodou požadovaného modelu. 14. Principy dalších regulačních obvodů - víceparametrový, extremální, rozvětvené obvody, obvod se Smithovým regulátorem, s interním modelem, adaptivní regulátory, robustní řízení.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení, Metody práce s textem (učebnicí, knihou), Laborování, Cvičení na počítači, Týmová práce, Individuální práce studentů, Exkurze
- Exkurze
- 6 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 28 hodin za semestr
- Příprava na zápočet
- 16 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 70 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 32 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Základní znalosti matematiky a fyziky na úrovni 1. semestru VŠ. |
| U studenta se předpokládají základní znalosti vysokoškolské matematiky a fyziky, obsažené v předmětech zařazených v prvních třech semestrech studia. |
| U studenta se předpokládají základní znalosti vysokoškolské matematiky a fyziky, obsažené v předmětech zařazených v prvních třech semestrech studia. |
| Základní znalosti matematiky a fyziky na úrovni 1. semestru VŠ. |
| Výsledky učení |
|---|
| - Vysvětlit funkci regulačního obvodu |
| - Vysvětlit funkci regulačního obvodu |
| - Vysvětlit realizaci modelu regulované soustavy a regulátoru |
| - Vysvětlit realizaci modelu regulované soustavy a regulátoru |
| - Popsat pravidla blokové algebry regulačních obvodů |
| - Popsat pravidla blokové algebry regulačních obvodů |
| - Vysvětlit aplikaci metod analýzy obvodu - průběhy veličin RO, stabilitu, fyzikální realizovatelnost |
| - Vysvětlit aplikaci metod analýzy obvodu - průběhy veličin RO, stabilitu, fyzikální realizovatelnost |
| - Definovat podmínky, předpoklady a východiska pro metody syntézy regulačního obvodu |
| - Definovat podmínky, předpoklady a východiska pro metody syntézy regulačního obvodu |
| - Popsat návrh regulátorů s pevnou strukturou - PID regulátory |
| - Popsat návrh regulátorů s pevnou strukturou - PID regulátory |
| - Definovat charakter obecných lineárních regulátorů |
| - Definovat charakter obecných lineárních regulátorů |
| Odborné dovednosti |
|---|
| - Realizovat identifikaci reálné regulované soustavy |
| - Realizovat identifikaci reálné regulované soustavy |
| - Vytvořit matematický model identifikované soustavy ve spojité oblasti |
| - Vytvořit matematický model identifikované soustavy ve spojité oblasti |
| - Verifikovat vytvořený matematický model s reálným měřením |
| - Verifikovat vytvořený matematický model s reálným měřením |
| - Posoudit stabilitu navrženého regulačního obvodu |
| - Posoudit stabilitu navrženého regulačního obvodu |
| - Posoudit fyzikální realizovatelnost navrženého regulačního obvodu |
| - Posoudit fyzikální realizovatelnost navrženého regulačního obvodu |
| - Navrhnout PID regulátor pro danou soustavu různými metodami |
| - Navrhnout PID regulátor pro danou soustavu různými metodami |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
| Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
| Individuální práce studentů |
| Individuální práce studentů |
| Laborování |
| Laborování |
| Cvičení na počítači |
| Cvičení na počítači |
| Týmová práce |
| Týmová práce |
| Exkurze |
| Exkurze |
| Přednášení |
| Přednášení |
| Hodnotící metody |
|---|
| Analýza seminární práce |
| Kombinovaná zkouška (písemná část + ústní část) |
| Kombinovaná zkouška (písemná část + ústní část) |
| Příprava a přednes prezentace |
| Příprava a přednes prezentace |
| Známkou |
| Známkou |
| Analýza seminární práce |
|
Doporučená literatura
|
-
BALÁTĚ, J. Automatické řízení. BEN Technická literatura, Praha, 2004.
-
CORRIOU, J.-P. Process Control: Theory and Applications. London, 2010. ISBN 978-1-84996-911-6.
-
FRANKLIN, G.F., POWEL, J.D., EMAMI-NAEINI, A. Feedback Control of Dynamics Systems.
-
NAVRÁTIL, P. Automatizace, vybrané statě. FAI,UTB ve Zlíně, 2011.
-
OSTRAVSKÝ, J. Diferenciální počet funkce více proměnných. Nekonečné číselné řady. UTB Zlín, 2007.
-
REKTORYS, K. a spol. Přehled užité matematiky I, II. Praha: Prometheus, 1995.
-
ŘEZNÍČKOVÁ, J. Diferenciální rovnice. FAI UTB Zlín, 2008.
-
ŠVARC, I. Automatizace/Automatické řízení. VUT v Brně, 2005.
-
VAŠEK, V. Teorie automatického řízení II. Skripta FT VUT.
-
VÍTEČKOVÁ, M., VÍTEČEK, A. Základy automatické regulace. VŠB TU Ostrava, 2008.
|