Detail předmětu
Simulace a řízení v reálném čase
FSI-RPO Ak. rok: 2019/2020 Letní semestr
Studenti se na přednáškách seznámí s pokročilými technikami simulací v reálném čase, identifikací systémů, návrhem pokročilých řídicích algoritmů (lineární i nelineárních) a s odhadem stavů a parametrů v reálném čase. Teoretické poznatky budou použity při řešení týmového projektu, jehož cílem je kompletní návrh řízení reálného laboratorního modelu.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studenti získají znalosti a dovednosti v těchto oblastech:
• rychlé prototypování řídicích systémů a HIL (principy, SW nástroje a HW)
• identifikace systémů
• stavové řízení
• Kalmanův filtr
• nelineární řízení
• zpracování komplexního týmového projektu.
Prerekvizity
Znalosti z předmětů RMW, RDO, RKD.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Přednášky, laboratoře.
Způsob a kritéria hodnocení
Předmět je hodnocen na základě:
• aktivní účasti na cvičení,
• zpracování zadaného týmového projektu s jasným vymezení podílu jednotlivých členů týmu,
• průběžných testů a zápočtového testu.
Učební cíle
Studenti se seznámí s pokročilými technikami simulací v reálném čase a souvisejícím SW a HW. Teoretické poznatky budou v laboratorním cvičení demonstrovány na procesu identifikace a návrhu pokročilého řízení pro reálný laboratorní model.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičení je povinná. Kontrola výuky se provádí na cvičení dle kritérií hodnocení.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program M2A-P: Aplikované vědy v inženýrství, magisterský navazující
obor M-MET: Mechatronika, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
• Úvod do real-time simulací v mechatronice. Rychlé prototypování řídicích systémů, Hardware-In-the-Loop simulace.
• Úvod do identifikace systémů
• Identifikace systémů – metoda nejmenších čtverců, aplikační příklady, nelineární metoda nejmenších čtverců.
• Identifikace systémů – odhadování parametrů simulačních modelů
• Identifikace systémů – black box modely.
• Stavové řízení (opakování). Příklady vztahující se k reálným laboratorním modelům.
• Stavový pozorovatel – deterministický pozorovatel, Kalmanův filtr. EKF, další aplikace Kalmanova filtru.
• Vybrané metody nelineárního řízení (přímovazební řízení, kompenzace tření, zpětnovazební linearizace, SMC (klouzavé řízení)).
• HW a SW nástroje pro real-time simulace. Simulátory dSPACE. Platforma PXI.
• Automatické generování kódu ze Simulinku. Aplikace pro simulátory i embedded zařízení.
• Úvod do aplikací FPGA. Programování FPGA pomocí nástrojů pro automatické generování HDL kódu ze Simulinku (System Generator).
• Definice zadání týmových studentských projektů. Vybrané poznámky z projektového řízení a osobního time managementu.
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
• Identifikace systémů – řešení úloh.
• Stavové řízení – řešení úloh.
• Kalmanův filtr – řešení úloh.
• Řešení zadání týmového projektu – identifikace systému, návrh a testování řízení.
• Konzultace k řešení týmového projektu.
• Prezentace týmových projektů.