Detail předmětu
Modelování a řízení dynamických systémů
FSI-9IDS Ak. rok: 2023/2024 Celoroční semestr
Předmět je určen pro studenty se zájmem o mechatroniku. 
Cílem je získání praktické zkušenosti s problematikou modelování dynamických systémů, identifikace parametrů z naměřených dat a moderních přístupů k návrhu a testování řídicích systémů. 
Důraz je kladen na porozumění numerickým metodám implementovaným v simulačních nástrojích (MATLAB, Simulink, SimScape, SimMechanics) 
a následnou práci v laboratoři s reálnými výukovými modely řízenými pomocí vstupně-výstupní karty MF624.
Klíčovou částí studia je realizace projektu, jehož zadání bude přizpůsobeno výchozím znalostem, tématu disertační práce a jiným odborným zájmům studenta.
Jazyk výuky
čeština
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Schopnost programovat v prostředí MATLAB a/nebo ochota se to naučit. Základní znalosti z matematiky, numerické matematiky, předmětů mechaniky a ochota si potřebné vědomosti zopakovat.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Klíčovou částí hodnocení je projekt, jehož zadání bude přizpůsobeno výchozím znalostem, tématu disertační práce a jiným odborným zájmům studenta. Student vypracuje zprávu.
Nejdůležitější částí výuky je samostudium doporučených materiálů. Na vybraná témata budou realizovány přednášky a workshopy v počítačové učebně.
Učební cíle
Předmět je určen pro studenty se zájmem o mechatroniku. 
Cílem je získání praktické zkušenosti s problematikou modelování dynamických systémů, identifikace parametrů z naměřených dat a moderních přístupů k návrhu a testování řídicích systémů. 
Důraz je kladen na porozumění numerickým metodám implementovaným v simulačních nástrojích (MATLAB, Simulink, SimScape, SimMechanics) 
a následnou práci v laboratoři s reálnými výukovými modely řízenými pomocí vstupně-výstupní karty MF624.
Klíčovou částí studia je realizace projektu, jehož zadání bude přizpůsobeno výchozím znalostem, tématu disertační práce a jiným odborným zájmům studenta. 
Studenti získají praktickou zkušenost s modelováním dynamických systémů v prostředí MATLAB, s měřením dat a řízením reálných výukových modelů v laboratoři. Podle zaměření individuálního projektu se dále do hloubky seznámí s konkrétními tématy v oblasti numerických metod, modelování, identifikace, filtrace a řízení. 
Použití předmětu ve studijních plánech
Program D-IME-K: Inženýrská mechanika, doktorský, doporučený kurs
Program D-APM-P: Aplikovaná matematika, doktorský, doporučený kurs
Program D-APM-K: Aplikovaná matematika, doktorský, doporučený kurs
Program D-IME-P: Inženýrská mechanika, doktorský, doporučený kurs
Typ (způsob) výuky
Přednáška
20 hod., nepovinná
Osnova
– Úvod do práce v prostředí MATLAB a Simulink.
- Zopakování numerických metod pro řešení soustav lineárních a nelineárních rovnic. 
- Řešení obyčejné diferenciální rovnice (ODE) v MATLABu. Numerické metody integrace ODE. Řešiče ODE v MATLABu/Simulinku.
- Modelování spojitých a diskrétních systémů. Diskretizace. Lineární simulace v prostředí MATLAB.
- Identifikace dynamických systémů. 
- Stavové řízení, stavový pozorovatel. 
- Filtrace dat, Kalmanův filtr. 
- Rychlé prototypování řídicích systémů. 
- Vybrané metody nelineárního řízení (přímovazební řízení, kompenzace tření, zpětnovazební linearizace, SMC (klouzavé řízení)). 
- Úvod do real-time simulací v mechatronice. Rychlé prototypování řídicích systémů, Hardware-In-the-Loop simulace. 
- Automatické generování kódu ze Simulinku. Aplikace pro simulátory i embedded zařízení. 
- HW a SW nástroje pro real-time simulace. Simulátory dSPACE. Platforma PXI. 
- Práce v laboratoři s multifunkční kartou MF624.