Detail předmětu
Teorie automatického řízení I
FSI-VA1 Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr
V předmětu je prezentován úvod do klasické teorie řízení. Soustřeďujeme se na lineární časově invariantní systémy (LTI) bez zpoždění s jedním stupněm volnosti v přenosovém tvaru a na syntézu PID regulátorů. Výklad je demonstrován na příkladech z různých aplikačních oblastí. Syntéza řídicích systémů může být snadno provedena s použitím Matlab Control System Toolbox
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Orientovat se v základech klasické teorie řízení. Být schopen(a) volit a použít přiměřené způsoby návrhu PID regulátoru pro řešení dané úlohy.
Prerekvizity
Znalost základních principů a pojmů z oblasti automatizace, znalosti matematického základu (diferenciální a integrální počet, diferenciální rovnice), schopnost práce se systémem Matlab.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
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
Cílem předmětu je formulovat a získat základní poznatky z klasické teorie řízení. Poznatky upevnit pochopením souvislostí s různými způsoby syntézy PID regulátoru. Způsoby návrhu si osvojit.
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-AIŘ-P: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Spojité vs. diskrétní systémy/modely. Stabilita.
2. Příklady modelů z různých aplikačních oblastí.
3. Analytické sestavení přenosového modelu.
4. Úvod do identifikace přenosového modelu.
5. Kvalita regulace. Syntéza řídicího systému metodou Root-Locus.
6. Kompenzace fázového zpoždění a předstihu.
7. Pravidla ladění PID regulátorů metodou Ziegler–Nichols.
8. Syntéza PID regulátorů z frekvenční odezvy.
9. Syntéza PID regulátorů výpočtovou optimalizací.
10. Modifikace struktur PID.
11. Řízení se dvěma stupni volnosti.
12. Zlepšení odezvy umístěním nul.
13. Detailnější diskuse diskrétních modelů.
Laboratorní cvičení
8 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Dvoupolohová regulace teploty.
2. Regulace výšky vodního sloupce v nádrži.
3. Řízení stejnosměrného motoru.
4. Zápočet
Cvičení s počítačovou podporou
18 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Spojité a diskrétní veličiny, modely
2. Příklady spojitých a diskrétních modelů
3. Přenosové modely technických soustav a a jejich parametry
4. Metody identifikací technických soustav
5. Návrh PID regulátoru metodou Root-Locus, příklady použití metod kompenzací fázového zpoždění a předstihu.
6. Návrh parametrů regulátoru metodou Ziegler-Nichols, návrh parametrů regulátoru s využitím frekvenční odezvy
7. Ladění parametrů regulátoru pomocí optimalizačních metod
8. Používané struktury PID regulátorů
9. Příklady návrh a použití regulátoru s dvěma stupni volnosti