Detail předmětu
Simulace a řízení v reálném čase
FSI-RPO Ak. rok: 2020/2021 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
5
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
Požadují se znalosti odpovídající předchozímu studiu – matematika, kinematika, dynamika a programování v prostředí Matlab/Simulink.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Přednášky, počitačové cvičení, laboratoře.
Způsob a kritéria hodnocení
Předmět je hodnocen na základě standardní bodové škály 0-100b. Za zpracování semestrálních projektů a obhajobu zle získat až 60b za zápočtový test až 40b. Očekává se aktivní účast na cvičeních.
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 N-MET-P: Mechatronika, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1) Úvod do real-time simulací v mechatronice. Rychlé prototypování řídicích systémů, Hardware-In-the-Loop simulace.
2) Úvod do identifikace systémů
3) Úvod do lineárního, nelineárního a kvadratického programování
4) Identifikace systémů – metoda nejmenších čtverců, aplikační příklady, nelineární metoda nejmenších čtverců.
5) Identifikace systémů – odhadování parametrů simulačních modelů
6) Identifikace systémů – black box modely.
7) Stavové řízení (opakování). Příklady vztahující se k reálným laboratorním modelům.
8) Stavový pozorovatel – deterministický, Kalmanův filtr, EKF. Definice zadání týmových studentských projektů.
9) Vybrané metody nelineárního řízení (přímovazební řízení, kompenzace tření, zpětnovazební linearizace).
10) HW a SW nástroje pro real-time simulace. Simulátory dSPACE.
11) Automatické generování kódu ze Simulinku. Aplikace pro simulátory i embedded zařízení.
12) Vybrané poznámky z projektového řízení a osobního time managementu.
13) Konzultace týmových projektů
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1 – 6) Identifikace systémů – řešení úloh.
7) Stavové řízení – řešení úloh.
8) Kalmanův filtr – řešení úloh.
9 – 11) Řešení zadání týmového projektu – identifikace systému, návrh a testování řízení.
12-13) Konzultace k řešení týmového projektu.