Detail předmětu

Theory of Dynamic Systems

FEKT-MPA-TDSAk. rok: 2020/2021

Teorie systémů,systémový přístup, kybernetika.Klasický (V/V) a stavový popis. Kausalita a realizovatelnost systémů. Spojité,diskrétní, lineární,nelineární,časově proměnné a konstantní systémy. Dynamické parametry systémů ve vnějším a vnitřním popisu systémů. Stabilita systémů. Dynamická zpětná vazba. Dekompozice systémů. SISO a MIMO systémy. Řiditelost,dosažitelnost,pozorovatelnost a rekonstruovatelnost systémů. Stavové rekonstruktory. Deterministické a stochastické systémy. Estimace parametrů systémů v uzavřené smyčce. Robustnost systému, citlivostní analýza, základy algebraického řešení dynamických systémů.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Blaha, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Schopnost používat moderní systémové metody a prostředky k řešení systémových úloh.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

70% závěrečná zkouška
30% aktivita ve cvičeních

Osnovy výuky

1. Definice a rozdělení dynamických systémů.
2. Způsoby popisu: vstup výstupní, přenosový, frekvenční, polynomiální.
3. Stavový popis, stavové rovnice, jejich sestavení a řešení. Modelování dynamických systémů, Matlab, Simulink.
4. Realizace modelu: seriové, paralelní a přímé programování.
5. Kanonické tvary: Frobeniův, Jordanův. Řiditelnost, dosažitelnost, pozprpvatelnost, rekonstruovatelnost systémů.
6. Stavové rekonstruktory. Inteligentní řídící algoritmy.
7. Identifikace a aproximace dynamických systémů. Diskretizace spojitých soustav.
8. Řešení hybridních systémů. Optimální a suboptimílní systémy.
9. Vícerozměrové systémy.
10. Adaptivní regulace a inteligentní regulátory.

Učební cíle

Seznámit studenty s obecnou teorií systémů,s její aplikací na dynamické systémy a systémovým přístupem k řešení úloh.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPAD-CAN magisterský navazující 0 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program MPA-CAN magisterský navazující 0 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Blaha, Ph.D.

Osnova

Teorie systémů, kybernetika, systémpvý přístup.
Základní definice systémů,dělení na spojité,diskrétní,atd.
Kauzalita a realizovatelnost systémů.
Vnitřní a vnější popis.V/V metody, stavový prostor.
Vzájemné převody obou popisů.SISO a MIMO systémy.
Stavový diagram, stavové matice.
Matice systému, stabilita, dynamické vlastnosti.
Přímé, seriové a paralelní programování systémů.Kanonické tvary.Minimální realizace SISO systému.
Řiditelnost,dosažitelnost,pozorovatelnost a rekonstruovatelnost.
Změny dynamických vlastností stavovou a výstupní zpětnou vazbou.
Stavové rekonstruktory.
Dekompozice a aproximace systému nižším řádem.
Stochastické systémy.

Cvičení odborného základu

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Matúš Kozovský, Ph.D.

Osnova

Bloková algebra,V/V popis, stavové schéma.
Matice různých typů systémů.
Stavová matice,stabilita,vlastní čísla.
Diagramy stavových proměnných.
Minimální tvary SISO systému.
Aproximace systému nižším řádem.

Cvičení na počítači

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Matúš Kozovský, Ph.D.

Osnova

V/V a stavová representace v MATLABu.
SIMULINK a jeho použití pro reálné systémy.
Speciální toolboxy MATLABu pro dynamické systémy.
Úprava dynamických vlastností stavovou zpětnou vazbou.
Luenbergerův rekonstruktor.
Dekompozice systému.