Detail předmětu

Computer Control

FEKT-CCRTAk. rok: 2010/2011

Návrh, realizace a ověření různých variant spojitých a diskrétních regulátorů PID. Optimalizace nastavení parametrů regulátorů. Návrh, realizace a ověření jednoduchých adaptivních regulátorů. Automaticky se nastavující regulátory. Fuzzy a neuronové regulátory. Řízení technologických procesů (základní struktury, operační systémy reálného času, příklady). Styk řídicího systému s prostředím. Čidla, normalizační členy, propojení, vliv rušení a jeho omezení, číslicová a analogová filtrace signálu.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Petr Pivoňka, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu by měl být schopen navrhovat, realizovat a seřizovat řídicí systémy se standardně vyráběnými regulátory od připojení čidla až po akční člen. Dále by měl zvládnout návrh, nastavení a seřízení složitých řídicích algoritmů, případně být schopen řídicí systémy doplnit novými náročnými řídicími algoritmy a zařadit je do řídicího systému.

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. Max. 30 bodů.
Kombinovaná zkouška. Max. 70 bodů.

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty s praktickým návrhem, realizací a nastavováním parametrů jednoduchých i pokročilých řídicích algoritmů při řízení reálných technologických procesů. Podrobně budou probrány všechny aspekty nasazení regulátoru v řídicí smyčce. V semestrálním projektu student navrhne, odladí a ověří jednoduchý adaptivní regulátor. Absolvent kurzu by měl být schopen navrhovat, realizovat a seřizovat řídicí systémy se standardně vyráběnými regulátory od připojení čidla až po akční člen. Dále by měl zvládnout návrh, nastavení a seřízení složitých řídicích algoritmů, případně být schopen řídicí systémy doplnit novými náročnými řídicími algoritmy a zařadit je do řídicího systému.

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 EEKR-BC bakalářský

    obor BC-AMT , 3 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Petr Pivoňka, CSc.

Osnova

Fyzikální podstata řízení.
Návrh a realizace spojitých regulátorů PID typu.
Varianty řídicích algoritmů regulátoru PID typu, jejich realizace, nastavování a vzájemné porovnání, beznárazové přepínání a ochrana proti přebuzení.
Návrh a realizace diskrétních analogií spojitých PID regulátorů, různé varianty řídicích algoritmů, jejich realizace a vzájemné porovnání, beznárazové přepínání a ochrana proti přebuzení.
Filosofie procesu identifikace a návrhu řídicího algoritmu.
Optimalizace nastavení parametrů regulátorů, adaptivní systémy, automaticky se nastavující regulátory. Specifické problémy adaptivního řízení.
Použití umělé inteligence v řídicích algoritmech. Expertní řízení.
Fuzzy regulátory.
Neuronové regulátory.
Operační systém reálného času. Programování v reálném čase, programovací jazyky, synchronizační prostředky. Programové vybavení pro řídicí systémy. Základní řídicí struktury, popisy a typy technologického procesu, vliv na člověka a společnost. Implementace složitých řídicích algoritmů do reálného procesu.
Styk řídicího systému s prostředím, stykové obvody, číslicové vstupy a výstupy, analogové vstupy a výstupy, napěťový a proudový vstup a výstup, galvanické oddělení.
Čidla a normalizační členy, vedení signálu, vlivy rušení.
Číslicová a analogová filtrace.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Petr Pivoňka, CSc.

Osnova

Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, bezpečnost a seznámení s pracovištěm). Demonstrační cvičení.
Simulace v reálném čase v programu MATLAB.
Realizace PID regulátoru, ověření na simulačním modelu.
Diskrétní analogie spojitého PID regulátoru, ověření na simulačním modelu.
Ověření PID regulátorů na fyzikálních modelech. Omezení přebuzení regulátoru.
Další varianty PID regulátorů, beznárazové přepínání mezi regulátory.
Vlastnosti průběžných identifikačních metod, metoda nejmenších čtverců. Zadání semestrálního projektu.
Programování průběžné metody nejmenších čtverců. Ověřování činnosti průběžné identifikace metodou. nejmenších čtverců.
Identifikace metodou nejmenších čtverců, návrh regulátoru PSD.
Fuzzy regulátory. Fuzzy řízení automobilu.
Ověřování automaticky se nastavujícího regulátoru.
Neuronové regulátory. Odevzdávání protokolu, kontrola chodu programu.
Odevzdávání protokolu, zápočet.