Teorie automatického řízení

Studijní plán: Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující kombi, platný od ZS 2021/2022

PředmětTeorie automatického řízení (TAR)
GarantujeKatedra technických studií (KTS)
Garantdoc. Ing. Libor Pekař, Ph.D.
Jazykčesky
Počet kreditů5
Prezenční studium
Přednáška2 h
Cvičení2 h
Kombinované studium
Tutoriál / přednáška4 h
Cvičení8 h
Studijní plán Typ Sem. Kred. Ukon.
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující kombi, platný od ZS 2021/2022 P 2 5 kr. Z,ZK
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující kombi, platný od ZS 2022/2023 P 2 5 kr. Z,ZK
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující, platný od ZS 2021/2022 P 2 5 kr. Z,ZK
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující, platný od ZS 2022/2023 P 2 5 kr. Z,ZK

Sylabus

  • Základní fyzikální zákony využité při fyzikálně-matematickém modelování. Příklady matematických modelů dynamických systémů.
  • Číslicové řídicí systémy. Diskrétní regulační obvod. Diskrétní veličiny, posloupnosti.
  • Diskrétní Laplaceova transformace, Z-transformace, modifikovaná Z-transformace. Přenosy dynamických členů v Z-transformaci (Z-přenos). Vzory a obrazy funkcí.
  • Z-přenos spojité části obvodu. Tvarovač 0. a 1. řádu.
  • Zpětná Z-transformace.
  • Diferenční rovnice, příklady. Lineární diferenční rovnice a její řešení (klasicky, pomocí Z-transformace, rekurentním způsobem).
  • Číslicové PID (PSD) regulátory. Volba periody vzorkování. Tustinova aproximace. Náhrada spojitých derivačních a integračních členů. Stabilita, kvalita a přesnost číslicového řízení.
  • Vybrané metody nastavení PID (PSD) regulátorů.
  • Vnitřní (stavový) popis spojitých a číslicových systémů. Souvislost vnitřního a vnějšího popisu systému, vzájemný převod.
  • Pozorovatel stavu, proporcionální stavový regulátor.
  • Vybrané metody nastavení stavového regulátoru.
  • Úvod do adaptivního a prediktivního řízení.
  • Praktické aspekty návrhu číslicového regulátoru (beznárazové přepínání, anti-windup).

Doporučená literatura

  • Balátě, J. (2004). Automatické řízení (2., přeprac. vyd). BEN.
  • Bobál, V. (2008). Adaptivní a prediktivní řízení. Fakulta aplikované informatiky, Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně.
  • Hägglund, T., & Bauer, M. (2023). Practical Process Control. de Gruyter GmbH, Walter.
  • Keviczky, L., Csáki, F., Banyász, C., & Hetthéssy, J. (2011). Control Engineering (1st ed.). Széchenyi University Press.
  • Navrátil, P. (2011). Automatizace: Vybrané statě. Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Fakulta aplikované informatiky.
  • Štecha, J., & Havlena, V. (2005). Teorie dynamických systémů. České vysoké učení technické v Praze.
  • Šulc, B., & Vítečková, M. (2004). Teorie a praxe návrhu regulačních obvodů. Vydavatelství ČVUT.

Anotace

Cílem předmětu je připravit studenty na návrh, realizaci a implementaci číslicových řídicích systémů do průmyslové praxe. To představuje především teoretickou přípravu v číslicovém řízení lineárních dynamických systémů z hlediska stability, přesnosti a kvality přechodných dějů v uzavřených regulačních a řídicích obvodech. Pozornost je dále věnována optimálním algoritmům na konečný počet kroků regulace a transformačním metodám získání číslicových algoritmů z ekvivalentních algoritmů spojitých regulátorů.

Znalosti: Kladen je důraz na získání důkladných znalostí v návrhu číslicových řídicích algoritmů, kritérii stability a metodách syntézy. Důležitou část předmětu tvoří znalosti základů teorie stavového prostoru a z toho plynoucích metod syntézy řídicích systémů v časové oblasti. Jsou studovány lineární optimální algoritmy jako regulátor stavu, výstupu a odchylky i lineární rekonstruktor stavu. Studenti se dále seznámí i s nelineárními algoritmy  časově a energeticky optimálního řízení. Závěrem se studenti seznámí i s metodami prediktivního automatického řízení, adaptivními a učícími se systémy. Předmět studentovi rozšiřuje především znalosti průmyslové automatizace a robotiky.

Dovednosti: Studenti se naučí navrhnout, realizovat a implementovati číslicové řídicí systémy do průmyslové praxe. 

Osnova předmětu:



  • Fyzikálně-matematické způsoby popisu dynamických systémů.

  • Číslicové řídicí systémy, řízení počítači a programovatelnými automaty.

  • Návrh a řešení diferenčních rovnic.

  • Diskrétní Laplaceova transformace.

  • Z – transformace, přenosy dynamických členů v Z- transformaci.

  • Zpětná Z- transformace.

  • Úvod do syntézy číslicových řídicích systémů.

  • Stabilita a přesnost číslicového řízení

  • Úvod do moderní teorie automatického řízení.

  • Teorie stavového prostoru.

  • Rekonstrukce stavu.

  • Návrh lineárních optimálních systémů.

  • Adaptivní a preditktivní řízení.

  • Analýza ve firemní oblasti.

^ nahoru ^

Pracuji, vyčkejte prosím