Detail předmětu
Řízení a regulace 2
FEKT-BRR2Ak. rok: 2016/2017
Předmět se zaměřuje na analýzu chování a syntézu řízení pro složitější systémy, zejména nelineární. Během jeho studia je diskutována problematika stability nelineárních systémů, získání globálního představy o chování systému a návrh řídících algoritmů. Rovněž jsou objasněny základní možnosti návrhu regulátoru umožňujícího robustní řízení a identifikace parametrů řízeného systému.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- analyzovat komplikovanější řídící systémy určené především pro řízení nelineárních soustav
- navrhovat řídicí struktury pro nelineární systémy
- ověřovat stabilitu nelineárních dynamických systémů
- navrhovat řízení nelineárních systémů s využitím linearizace
- navrhovat základní řídicí struktury založené na releové regulaci a klouzavém režimu
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
30 bodů projekty a minitesty na cvičeních
Podmínkou udělení zápočtu je získání alespoň 10 bodů ze cvičení a účast na cvičeních
Osnovy výuky
Popis nelineárních systémů, základní nelinearity, linearizace.
Stavová trajektorie nelineárních systémů, rovnovážné stavy, typické stavové trajektorie systémů prvního a druhého řádu.
Fázová trajektorie, určení času na fázové trajektorii, indexové teorémy existence mezního cyklu.
Harmonická linearizace, metoda harmonické rovnováhy.
Stabilita nelineárních systémů, možnosti pojetí stability nelineárních systémů.
Ljapunovova metoda určení stability.
Popovovo kritérium stability, věty o nestabilitě. Lineární řízení nelineárních systémů, wind-up jev.
Lineární řízení nelineárních systémů - gain scheduling, zpětnovazební linearizace.
Reléové systémy, systémy s proměnnou strukturou, časově optimální reléové řízení. Řešitelnost nelineárních systémů.
Řízení v klouzavém režimu.
Robustní řízení.
Identifikace dynamických systémů.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Doporučená literatura
Razím, M., Štecha, J.: Nelineární systémy, ČVUT 1997 (CS)
Slotine, J., Weiping, L.: Applied Nonlinear Control. Pearson Education, 1990. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Popis nelineárních systémů, základní nelinearity, linearizace.
Stavová trajektorie nelineárních systémů, rovnovážné stavy, typické stavové trajektorie systémů prvního a druhého řádu.
Fázová trajektorie, určení času na fázové trajektorii, indexové teorémy existence mezního cyklu.
Harmonická linearizace, metoda harmonické rovnováhy.
Stabilita nelineárních systémů, možnosti pojetí stability nelineárních systémů.
Ljapunovova metoda určení stability.
Popovovo kritérium stability, věty o nestabilitě. Lineární řízení nelineárních systémů, wind-up jev.
Lineární řízení nelineárních systémů - gain scheduling, zpětnovazební linearizace.
Reléové systémy, systémy s proměnnou strukturou, časově optimální reléové řízení. Řešitelnost nelineárních systémů.
Řízení v klouzavém režimu.
Robustní řízení.
Identifikace dynamických systémů.
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
Linearizace, rovnovážné stavy.
Metoda harmonické rovnováhy.
Stabilita nelineárních systémů.
Zpětnovazební linearizace.
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
Sestavení fázového portrétu nelineárního systému - ověření simulací.
Stabilita rovnovážných stavů a mezního cyklu.
Simulační ověření řízení v klouzavém režimu.
Identifikace parametrů soustavy v prostředí Matlab.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Návrh regulátoru "gain-scheduling" pro nelineární soustavu.
Návrh lineárního regulátoru s využitím zpětnovazební linearizace.