Detail předmětu
Teorie automatického řízení I
FSI-VA1-K 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-K: Aplikovaná informatika a řízení, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Konzultace v kombinovaném studiu
19 hod., povinná
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.
Konzultace
43 hod., nepovinná
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
Laboratorní cvičení
3 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Dvoupolohová regulace teploty.
2. Regulace výšky vodního sloupce v nádrži.
3. Řízení stejnosměrného motoru.
4. Zápočet