Detail předmětu

Teorie řízení

FEKT-BKC-TRBAk. rok: 2020/2021

Matematické modely dynamických systémů, přenosové funkce, frekvenční a přechodové charakteristiky, analýza stability a přesnosti regulačních soustav. Stavové zpětnovazební řízení. Diskrétní teorie řízení lineárních soustav. Navrhování zpětnovazebních soustav s analogovými a číslicovými regulátory.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- pochopit vzájemný vztah mezi matematickým modelem soustavy a jejím dynamickým chováním
- pochopit vzájemnou sovislost dynamických modelů ve formě diferenciální rovnice, stavového popisu a přenosové funkce
- vysvětlit pojmy frekvenční charakteristika a přechodová funkce
- odvodit stabilitu zpětnovazební soustavy
- navrhnout vhodný zpětnovazební reglátor

Prerekvizity

Student by měl mít základní znalosti z matematiky (diferenciální rovnice, operátorový počet) a z teorie elektrických obvodů analogových i digitálních

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a počítačová cvičení a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška písemná

Student získá max 40 bodů za cvičení numerická a laboratorní a max. 60 bodů za závěrečnou zkoušku.

Osnovy výuky

1. Úvodní přednáška -historie, kybernetika regulace, řízení, lineární dynamická soustava. Matematický popis lineárních dynamických soustav
2. Přenosová funkce -Laplaceova transformace, frekvenční a přechodové charakteristiky
3. Přenosové funkce základních členů
4. Bloková schémata regulačních soustav, algebra blokových schémat. Stavové modely dynamických soustav.
5. Popis dynamických soustav ve stavovém prostoru, stavové matice
6. Zpětnovazební soustavy, základní přenosy regulační smyčky, přesnost regulace.
7. Stabilita zpětnovazebních soustav - rozložení nul a pólů, Routh-Schureovo a Nyquistovo kritérium stability.
8. Syntéza klasických regulátorů - metoda frekvenčních charakteristik, metody standardních přenosů.
9. Rozvětvené regulační obvody - kaskádní regulace, předkorekce, měření poruchy.
10. Číslicová realizace klasických regulátorů - diskretizace PID regulačního algoritmu.
11. Blokové schéma elektrického pohonu, snímače, motory
12. Stavové zpětnovazební řízení, kompenzace poruchy, pozorovatel
13. Realizace regulace pomocí mikroprocesoru (DSP)

Učební cíle

Seznámit posluchače s teorií řízení lineárních soustav jako matematickým základem pro navrhování automatizovaných systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní výuka je povinná.
Nahrazení absence laboratorní výuky po domluvě s vedoucím cvičení

Základní literatura

Skalický, J.: Teorie řízení, skripta FEKT, 2002

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BKC-SEE bakalářský 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Osnova

Matematické modely dynamických systémů
Stavový popis dynamických soustav
Přenosové funkce, frekvenční charakteristiky, přechodové funkce
Bloková schemata regulačních soustav
Stabilita zpětnovazebních soustav
Algoritmy navrhování regulátorů
Stavové zpětnovazební řízení
Stavové zpětnovazební řízení s pozorovatelem
Číslicové řídicí systémy
Diskrétní přenosové funkce
Stabilita diskrétních soustav
Metodika navrhování číslicových regulátorů
Diskrétní stavové řízení

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Osnova

Simulace elektromechanických systémů
Frekvenční charakteristiky a přechodové funkce
Analýza citlivosti regulovaných soustav
Simulace soustavy se zpětnou vazbou
Návrh a simulace stavového regulátoru
Simulace diskrétní zpětnovazební soustavy
Simulace diskrétního stavového řízení