Akademický rok 2021/2022 |
Garant: | doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D. | |||
Garantující pracoviště: | ÚMTMB | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Studenti se seznámí s pokročilými technikami simulací v reálném čase a souvisejícím SW a HW. Teoretické poznatky budou v laboratorním cvičení demonstrovány na procesu identifikace a návrhu pokročilého řízení pro reálný laboratorní model. | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Studenti získají znalosti a dovednosti v těchto oblastech: • rychlé prototypování řídicích systémů a HIL (principy, SW nástroje a HW) • identifikace systémů • stavové řízení • Kalmanův filtr • nelineární řízení • zpracování komplexního týmového projektu. |
||||
Prerekvizity: | ||||
Požadují se znalosti odpovídající předchozímu studiu - matematika, kinematika, dynamika a programování v prostředí Matlab/Simulink. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Studenti se na přednáškách seznámí s pokročilými technikami simulací v reálném čase, identifikací systémů, návrhem pokročilých řídicích algoritmů (lineární i nelineárních) a s odhadem stavů a parametrů v reálném čase. Teoretické poznatky budou použity při řešení týmového projektu, jehož cílem je kompletní návrh řízení reálného laboratorního modelu. | ||||
Metody vyučování: | ||||
Přednášky, počitačové cvičení, laboratoře. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Předmět je hodnocen na základě standardní bodové škály 0-100b. Za zpracování semestrálních projektů a obhajobu zle získat až 60b za zápočtový test až 40b. Očekává se aktivní účast na cvičeních. | ||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Účast na cvičení je povinná. Kontrola výuky se provádí na cvičení dle kritérií hodnocení. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
Laboratorní cvičení | 13 × 2 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 1) Úvod do real-time simulací v mechatronice. Rychlé prototypování řídicích systémů, Hardware-In-the-Loop simulace. 2) Úvod do identifikace systémů 3) Úvod do lineárního, nelineárního a kvadratického programování 4) Identifikace systémů – metoda nejmenších čtverců, aplikační příklady, nelineární metoda nejmenších čtverců. 5) Identifikace systémů – odhadování parametrů simulačních modelů 6) Identifikace systémů – black box modely. 7) Stavové řízení (opakování). Příklady vztahující se k reálným laboratorním modelům. 8) Stavový pozorovatel – deterministický, Kalmanův filtr, EKF. Definice zadání týmových studentských projektů. 9) Vybrané metody nelineárního řízení (přímovazební řízení, kompenzace tření, zpětnovazební linearizace). 10) HW a SW nástroje pro real-time simulace. Simulátory dSPACE. 11) Automatické generování kódu ze Simulinku. Aplikace pro simulátory i embedded zařízení. 12) Vybrané poznámky z projektového řízení a osobního time managementu. 13) Konzultace týmových projektů |
|||
Laboratorní cvičení | 1 - 6) Identifikace systémů - řešení úloh. 7) Stavové řízení - řešení úloh. 8) Kalmanův filtr - řešení úloh. 9 - 11) Řešení zadání týmového projektu – identifikace systému, návrh a testování řízení. 12-13) Konzultace k řešení týmového projektu. |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Valášek, M.: Mechatronika, skriptum ČVUT, 1995 | ||||
2. Grepl, R.: Modelování mechatronických systémů v Matlab/SimMechanics, BEN - technická literatura, ISBN 978-80-7300-226-8 | ||||
4. BOLTON, W. Mechatronics: Electronic Control Systems in Mechanical Engineering. Pearson Education, 1999. 372 p. ISBN: 9780582357051. | ||||
5. NELLES, O. Nonlinear System Identification: From Classical Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer, 2000-12-12. 814 p. ISBN: 9783540673699. | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. Valášek, M.: Mechatronika, skriptum ČVUT, 1995 | ||||
2. NELLES, O. Nonlinear System Identification: From Classical Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer, 2000-12-12. 814 p. ISBN: 9783540673699. |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-MET-P | prezenční studium | --- bez specializace | -- | kl | 5 | Povinný | 2 | 1 | L |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile