Teorie automatického řízení (FSI-9TAR)

Akademický rok 2021/2022

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...