|
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
|
| 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.
|