Detail předmětu

Teorie automatického řízení I

FSI-VA1Ak. rok: 2010/2011

Cílem kurzu je dát studentům oboru dostatečné znalosti z teorie automatického řízení.
V první a druhé části kurzu se prezentují různé principy a techniky používané v analýze a navrhování lineárních spojitých systémů řízení. Základní principy automatického řízení, logické řízení a programovatelné automaty (PLC). Diferenciální rovnice systémů, přenosy, impulsní a přechodové funkce a charakteristiky, frekvenční přenos a frekvenční charakteristiky. Dopravní zpoždění systémů, bloková algebra. Stabilita systémů.
Třetí část kurzu prezentuje rozvětvené regulační obvody a čtvrtá část mnohorozměrové regulační obvody.
Principy diskrétního řízení, vzorkování, Z – transformace, diferenčních rovnic, frekvenčních metod a stability diskrétních systémů jsou v páté části tohoto předmětu. Poslední část zahrnuje základy robustního řízení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

prof. RNDr. Ing. Miloš Šeda, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a informatiky (ÚAI)

Výsledky učení předmětu

...Schopnost analyzovat a navrhovat lineární spojité i diskrétní zpětnovazební regulační systémy. Studenti získají základní znalosti z automatizace, popisu a klasifikace řídících systémů a určení jejich charakteristik. Studenti budou schopni řešit problémy stabilty regulačních systémů.

Prerekvizity

...Základní znalosti z předmětu "Automatizace" (6AA): Základní principy automatického řízení, logické řízení a programovatelné automaty (PLC). Diferenciální rovnice systémů, přenosy, impulsní a přechodové funkce a charakteristiky, frekvenční přenos a frekvenční charakteristiky, stabilita systémů.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

...Podmínky udělení zápočtu: Základní podmínkou pro udělení zápočtu je aktivní absolvování všech laboratorních cvičení a zpracování elaborátů podle pokynů učitele. Zkouška je písemná a ústní. V písemné části student shrnuje dvě základní témata která byla přednášena a řeší tři příklady. Ústní část zkoušky obsahuje diskuzi o těchto úlohách a možné doplňující otázky.

Učební cíle

...Cíl předmětu: Cílem předmětu je formulovat a získat základní poznatky z automatického
řízení, počítačového modelování, teorie a algoritmizace řídících systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

...Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit cvičením s jinou studijní skupinou v tomtéž týdnu nebo zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje písemným vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího.

Základní literatura

Ogata,K.: Modern Control Engineering, Prentice Hall , fourth edition, New Jersey 2002, ISBN 0-13-043245-8 (EN)
Schwarzenbach,J.-Gill,F.K.: System Modelling and Control, Butterwoth Heinemann, third edition, Oxford 2002, ISBN 0-340-54379-5 (EN)

Doporučená literatura

Švarc, I., Matoušek, R., Šeda, M., Vítečková, M.: Automatizace-Automatické řízení, skriptum VUT FSI v Brně, CERM 2011. (CS)
Švarc, I.: Teorie automatického řízení, podpory FSI, www stránky fakulty 2003. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-AIŘ , 1. ročník, zimní semestr, povinný
    obor M-AIŘ , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ivan Švarc, CSc.

Osnova

1.-2.týden: Logické řízení
- logické funkce
- Booleova algebra
- vyjádření logických funkcí
- minimalizace logických funkcí
- realizace logických funkcí prvky NAND a NOR
- logické řídící obvody
- sekvenční logické obvody
- programovatelné automaty
3.-6.týden: Spojité lineární řízení
- Laplaceova transformace
- diferenciální rovnice a přenos systému
- impulzní a přechodová funkce
- frekvenční přenos a charakteristika
- dopravní zpoždění
- bloková algebra řídících systémů
- regulátory
- stabilita lineárních řídících systémů
- navrhování regulátorů

7.-8.týden: Rozvětvené regulační obvody
9.týden: Mnohorozměrové regulační obvody
10.-11.týden: Diskrétní řízení
- Z-transformace
- diskrétní regulační obvod
- diferenční rovnice
- matematický popis diskrétních systémů
- diskrétní regulátory
- stabilita diskrétních řídících systémů
12.-13.týden: Robustní řízení

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Olga Davidová, Ph.D.

Osnova

Cvičení k minulé přednášce:
--------------------------------
1.týden: Úvod
3.týden: Logické řízení (logické funkce, Booleova algebra,vyjádření Booleovských funkcí, minimalizace logických funkcí,
.......... realizace logických funkcí prvky NAND a NOR, logické řídicí obvody, sekvenční logické obvody, programovatelné
.......... automaty)
5. a 7.týden: Spojité lineární řízení (Laplaceova transformace, diferenciální rovnice systému a přenos, impulsní a
..............přechodová funkce a charakteristika, frekvenční přenos a frekvenční charakteristika, dopravní zpoždění,
............. bloková algebra řídících systémů, regulátory, stabilita lineárních řídících systémů, navrhování regulátorů)
9.týden: Rozvětvené regulační obvody. Mnohorozměrové regulační obvody.
11.týden: Diskrétní řízení (diskrétní regulační obvod, Z – transformace, diferenční rovnice, matematický popis
......... diskrétních systémů, číslicové regulátory, stabilita diskrétních obvodů)
13.týden: Robustní řízení

Cvičení s počítačovou podporou

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Olga Davidová, Ph.D.

Osnova

Cvičení v laboratoři:
-------------------------
2.týden: Ověření výsledků algebraických metod simulací
4.týden: Simulace logických systémů (PLC)
6.týden: Simulace spojitých systémů
8.týden: Simulace diskrétních systémů
10.týden: Simulace rozvětvených a mnohorozměrových systémů
12.týden: Simulace robustních řídících systémů