Detail předmětu

Teorie řízení

FEKT-BTRBAk. rok: 2010/2011

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

5

Garant předmětu

Ing. Petr Huták, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky (UVEE)

Výsledky učení předmětu

Pochopit vzájemný vztah mezi matematickým modelem soustavy a jejím dynamickým chováním. Osvojit si metodiku navrhování regulátorů soustav se zpětnou vazbou

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Cvičení povinné
Zkouška písemná

Osnovy výuky

1. Úvodní přednáška -historie,kybernetika regulace,řízení, lineární dynamická soustava. Matematický popis lineárních dynamických soustav - diferenciální rovnice, přenosová funkce, stavové rovnice - příklady
2. Přenosová funkce -Laplaceova transformace, frekvenční a přechodové charakteristiky, přenosové funkce základních členů
3. Bloková schémata regulačních soustav, algebra blokových schémat. Stavové modely dynamických soustav.Zpětnovazební soustavy, základní přenosy regulační smyčky, přesnost regulace.
test
4. Stabilita zpětnovazebních soustav - rozložení nul a pólů, Routh-Schureovo a Nyquistovo kritérium stability.Syntéza klasických regulátorů - metoda frekvenčních charakteristik, metody standardních přenosů.
5. Rozvětvené regulační obvody - kaskádní regulace, předkorekce, měření poruchy.Číslicová realizace klasických regulátorů - diskretizace PID regulačního algoritmu.
6. Základní členy regulačních soustav - blokové schéma elektrického pohonu ,snímače,motory-DC motor model,
7. Měniče-topologie,princip činnosti - modely, snímače elektrických i neelektrických veličin,OZ-základní zapojení. test
8. Mikroprocesor-typy,základní pojmy, port
9. Řízení v reálnem čase-přerušení
10. Periferie- AD,DA převodníky
11. Modulátor PWM,čítač test
12. Úvod do instrukční sady DSP,zlomková aritmetika
13. Algoritmus PID regulátoru test

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

Počítačová laboratoř

Základní literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-B bakalářský

    obor B-SEE , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Bohumil Klíma, Ph.D.
Ing. Petr Huták, Ph.D.

Osnova

Ma1. Úvodní přednáška -historie,kybernetika regulace,řízení, lineární dynamická soustava. Matematický popis lineárních dynamických soustav - diferenciální rovnice, přenosová funkce, stavové rovnice - příklady
2. Přenosová funkce -Laplaceova transformace, frekvenční a přechodové charakteristiky, přenosové funkce základních členů
3. Bloková schémata regulačních soustav, algebra blokových schémat. Stavové modely dynamických soustav.Zpětnovazební soustavy, základní přenosy regulační smyčky, přesnost regulace.
test
4. Stabilita zpětnovazebních soustav - rozložení nul a pólů, Routh-Schureovo a Nyquistovo kritérium stability.Syntéza klasických regulátorů - metoda frekvenčních charakteristik, metody standardních přenosů.
5. Rozvětvené regulační obvody - kaskádní regulace, předkorekce, měření poruchy.Číslicová realizace klasických regulátorů - diskretizace PID regulačního algoritmu.
6. Základní členy regulačních soustav - blokové schéma elektrického pohonu ,snímače,motory-DC motor model,
7. Měniče-topologie,princip činnosti - modely, snímače elektrických i neelektrických veličin,OZ-základní zapojení. test
8. Mikroprocesor-typy,základní pojmy, port
9. Řízení v reálnem čase-přerušení
10. Periferie- AD,DA převodníky
11. Modulátor PWM,čítač test

Cvičení odborného základu

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Huták, Ph.D.
Ing. Ivo Pazdera, Ph.D.

Osnova

Matematické modely mechanických, elektrických a elektromechanických soustav
Odvozování přenosových funkcí
Navrhování regulátorů
Návrh polohového servomechanizmu
Návrh polohového servomechanizmu
Test a zápočet

Cvičení na počítači

14 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