Detail předmětu

Simulace a řízení v reálném čase

FSI-RPOAk. rok: 2018/2019

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

Garant předmětu

doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

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.

Základní literatura

BOLTON, W. Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical Engineering. Pearson Education, 1999. 372 p. ISBN: 9780582357051.
Grepl, R.: Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics, BEN - technická literatura, ISBN 978-80-7300-226-8
NELLES, O. Nonlinear System Identification: From Classical Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer, 2000-12-12. 814 p. ISBN: 9783540673699.
Valášek, M.: Mechatronika, skriptum ČVUT, 1995

Doporučená literatura

NELLES, O. Nonlinear System Identification: From Classical Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer, 2000-12-12. 814 p. ISBN: 9783540673699.
Valášek, M.: Mechatronika, skriptum ČVUT, 1995

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MET , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D.

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.