Teorie automatického řízení (FSI-9TAR)

Akademický rok 2018/2019
Garant: doc. Ing. Ivan Švarc, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Cíle předmětu:
...Cíl předmětu: Cílem předmětu je formulovat a získat základní poznatky z automatického řízení, počítačového modelování, teorie a algoritmizace řídících systémů.
Výstupy studia a kompetence:
...Schopnost analyzovat a navrhovat lineární spojité i diskrétní zpětnovazební regulační systémy. Studenti získají základní znalosti z automatizace, popisu a klasifikace řídících systémů a určení jejich charakteristik. Studenti budou schopni řešit problémy stabilty regulačních systémů.
Prerekvizity:
Základní principy automatického řízení, logické řízení a programovatelné automaty (PLC). Diferenciální rovnice systémů, přenosy, impulsní a přechodové funkce a charakteristiky, frekvenční přenos a frekvenční charakteristiky, stabilita systémů.
Obsah předmětu (anotace):
Cílem kurzu je dát doktorandům dostatečné znalosti z teorie automatického řízení. V první a druhé části kurzu se prezentují různé principy a techniky používané v analýze a navrhování lineárních spojitých systémů řízení. Základní principy automatického řízení, logické řízení a programovatelné automaty (PLC). Diferenciální rovnice systémů, přenosy, impulsní a přechodové funkce a charakteristiky, frekvenční přenos a frekvenční charakteristiky. Dopravní zpoždění systémů, bloková algebra. Stabilita systémů. Třetí část kurzu prezentuje rozvětvené regulační obvody a čtvrtá část mnohorozměrové regulační obvody. Principy diskrétního řízení, vzorkování, Z – transformace, diferenčních rovnic, frekvenčních metod a stability diskrétních systémů jsou ve čtvrté části tohoto předmětu. V páté části kurzu se prohlubují znalosti ze stavového popisu dynamických systémů. Stavové diferenciální rovnice, Závislost mezi stavovými rovnicemi a diferenciálními rovnicemi, Stavové rovnice lineárních diskrétních systémů. V šesté části jsou zahrnuty nelineární regulační systémy. Metoda stavové roviny, Vyšetřování stability nelineárních systémů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zkouška je písemná a ústní. V písemné části student shrnuje dvě základní témata která byla přednášena a řeší tři příklady. Ústní část zkoušky obsahuje diskuzi o těchto úlohách a možné doplňující otázky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Není.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  10 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška Logické řízení
- logické funkce
- Booleova algebra
- vyjádření logických funkcí
- minimalizace logických funkcí
- realizace logických funkcí prvky NAND a NOR
- logické řídící obvody
- sekvenční logické obvody
Spojité lineární řízení
- Laplaceova transformace
- diferenciální rovnice a přenos systému
- impulzní a přechodová funkce
- frekvenční přenos a charakteristika
- dopravní zpoždění
- bloková algebra řídících systémů
- regulátory
- stabilita lineárních řídících systémů
- navrhování regulátorů

Rozvětvené regulační obvody
Mnohorozměrové regulační obvody
Diskrétní řízení
- Z-transformace
- diskrétní regulační obvod
- diferenční rovnice
- matematický popis diskrétních systémů
- diskrétní regulátory
- stabilita diskrétních řídících systémů
Robustní řízení
Popis systémů ve stavovém prostoru. Úvod
- Stavové proměnné dynamického systému
- Stavové diferenciální rovnice. Signální graf stavových modelů
- Přenosové funkce ze stavových rovnic
- Závislost mezi stavovými rovnicemi a diferenciálními rovnicemi
- Řešení časově invariantních stavových rovnic
- Stavové rovnice lineárních diskrétních systémů
Analýza a syntéza metod pro nelineární systémy. Úvod
- Typické nelinearity. Obecný přístup k analýze
- Metoda fázové roviny
- Vyšetřování stability nelineárních systémů
- Stabilita podle Ljapunova
- Metoda linearizace, Ljapunova přímá metoda, Popovovo kritérium








Literatura - základní:
1. Ogatha,K.: Modern Control Engineering, Prentice Hall , fourth edit...
2. Schwarzenbach,J.-Gill,F.K.: System Modelling and Control, Butterwo...
3. Vegte, V.D.J.: Feedback Control Systems, Prentice-Hall, New Jerse...
4. Levine, W.S. (1996) : The Control Handbook, CRC Press, Inc., Boca...
Literatura - doporučená:
1. Švarc,I.:: Automatizace-Automatické řízení, skriptum VUT FSI v Brn...
2. Švarc,I.: Teorie automatického řízení, podpory FSI, www stránky fa...
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr