Řízení strojů a pohonů (FSI-ERS)

Akademický rok 2023/2024
Garant: Ing. Tomáš Marada, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty s principy a prostředky řízení využívaných ve strojních zařízeních a pohonech.
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. Studenti bodou schopni vybrat vhodné komponenty regulačního obvodu, vzhledem k požadavkům na regulaci.
Prerekvizity:
Základní znalosti matematiky včetně řešení systému obyčejných diferenciálních rovnic, fyziky a elektrotechniky.
Obsah předmětu (anotace):
Obsah předmětu lze rozdělit do třech provázaných částí. V první části se studenti budou věnovat základním pojmům v oblasti automatického řízení a logickému řízení. V druhé částí se studenti seznámí s řízením v oblasti spojitých a diskrétních soustav. V třetí části se studenti seznámí s jednotlivými částmi regulačního řetězce.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna počítačovými cvičeními, které jsou zaměřeny na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:

Předmět je hodnocen zápočtem a zkouškou. Podmínkou udělení zápočtu je aktivní účast na všech cvičeních a vypracování úlohy dle pokynů cvičícího. Zkouška je písemná a je hodnocena v rozsahu 0-100 bodů. Hodnocení výsledku zkoušky je dáno klasifikační stupnicí dle ECTS.
Kontrolovanou výukou je cvičení. Cvičení jsou povinná. Je kontrolována přítomnost na cvičení a je přezkušována úroveň znalostí formou řešení praktických úloh. Zameškanou výuku musí student absolvovat s jinou skupinou, nebo ve vyjímečných případech zadáním domácí práce na příslušné téma. Úroveň zpracování této práce je vyhodnocena vyučujícím.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Kontrolovanou výukou je cvičení. Cvičení jsou povinná. Je kontrolována přítomnost na cvičení a je přezkušována úroveň znalostí formou řešení praktických úloh. Zameškanou výuku musí student absolvovat s jinou skupinou, nebo ve vyjímečných případech zadáním domácí práce na příslušné téma. Úroveň zpracování této práce je vyhodnocena vyučujícím.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

1. Základní pojmy z řízení, rozdělení signálů a systémů (spojité vs diskrétní).
2. Logické řízení - základní prvky, zjednodušování logických obvodů.
3. NAND, NOR, kombinační logické obvody.
4. Sekvenční logické obvody.
5. Matematické popis spojitých systémů, Laplacova transformace, bloková algebra.
6. Impulsní funkce a charakteristika, přechodová funkce a charakteristika, dělení regulačních členů, frekvenční přenos, frekvenční charakteristiky.
7. Spojité řízení - základní prvky řízení, PID regulační členy.
8. Spojité řízení - kvalita řízení, stabilita.
9. Diskrétní řízení - rozdíly oproti spojitému řízení, Z transformace.
10. Diskrétní řízení - základní prvky řízení.
11. Prostředky řízení (mikrokontroler, PLC, IPC) - rozděleni, základní vlastnosti, využití.
12. Akční členy.
13. Senzory.
    Cvičení s počítačovou podporou

1. Logické řízení - seznámeni se s softwarem, základní prvky
2. Logické řízení - principy logického řízení, zjednodušování logických obvodů
3. Logické řízení - další obvody logického řízení (časovače, klopné obvody)
4. Spojité systémy - matematický popis, frekvenční přenos, charakteristiky
5. Spojitá regulace - základní prvky
6. Spojitá regulace - ladění regulátorů, stabilita
7. Spojitá regulace - kvalita řízení
8. Diskrétní řízení - vliv
9. Praktická ukázka prostředků řízení - mikroprocesory / mikrokontrolery
10. Praktická ukázka prostředků řízení - PLC
11. Vliv akčních členů a senzorů na vlastnosti regulace
12. Praktická ukázka regulace pohonů
13. Zápočet
Literatura - základní:
1. HOFREITER, Milan, 2018. Základy automatického řízení. 2. vydání. V Praze: České vysoké učení technické. ISBN 978-80-01-06380-4.
2. HOFREITER, Milan, 2016. Základy automatického řízení - příklady. 4. přepracované vydání. V Praze: České vysoké učení technické. ISBN 978-80-01-05899-2.
3. BALÁTĚ, Jaroslav, 2004. Automatické řízení. 2., přeprac. vyd. Praha: BEN - technická literatura. ISBN 80-730-0148-9.
Literatura - doporučená:
1. DRURY, Bill. Control techniques drives and controls handbook, 2nd edition. IET, 2001.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-STR-P prezenční studium SSZ Stavba strojů a zařízení -- zá,zk 5 Povinný 1 3 Z
B-STR-P prezenční studium KSB Kvalita, spolehlivost a bezpečnost -- zá,zk 5 Povinný 1 2 Z