Detail předmětu
Řízení a regulace 2
BPC-RR2 FEKT BPC-RR2 Ak. rok 2021/2022 letní semestr 6 kreditů
Předmět se zaměřuje na analýzu chování a syntézu řízení pro složitější systémy, zejména nelineární. Během jeho studia je diskutována problematika stability nelineárních systémů, získání globálního představy o chování systému a návrh řídících algoritmů. Rovněž jsou objasněny základní možnosti návrhu regulátoru umožňujícího robustní řízení a identifikace parametrů řízeného systému.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 26 hod. přednášky
- 13 hod. cvičení
- 13 hod. pc laboratoře
Zajišťuje ústav
Přednášející
Cvičící
Kozubík Michal, Ing. (RG-3-02)
Richter Miloslav, Ing., Ph.D. (UAMT)
Veselý Libor, Ing., Ph.D. (UAMT)
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
Absolvent předmětu je schopen:
- analyzovat komplikovanější řídící systémy určené především pro řízení nelineárních soustav
- navrhovat řídicí struktury pro nelineární systémy
- ověřovat stabilitu nelineárních dynamických systémů
- navrhovat řízení nelineárních systémů s využitím linearizace
- navrhovat základní řídicí struktury založené na releové regulaci a klouzavém režimu
Cíle předmětu
Prohloubení znalostí z předmětu RR1. Seznámit studenty s metodami analýzy chování nelineárních dymanických systémů. Návrh a praktická realizace regulátorů pro řízení nelineárních systémů. Seznámení s možností návrhu lineárních regulátorů na základě linearizace a exaktní linearizace, reléové systémy a základní princip návrhu robustního regulátoru. Získaní základních znalostí identifikace parametrů řízených systémů.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. Je předpokládána znalost řízení lineárních systémů v rozsahu kurzu BRR1 a modelování v rozsahu kurzu BMOD.
Literatura studijní
- Kotek, Kubík,:Teorie automatického řízení II.
- Razím, M., Štecha, J.: Nelineární systémy, ČVUT 1997
Literatura referenční
- ŠOLC, F.; VÁCLAVEK, P.; VAVŘÍN, P. Řízení a regulace II. Brno: VUT, 2004. s. 1 ( s.)
Osnova přednášek
1 Popis nelineárních systémů, základní nelinearity, linearizace
2 Stavová trajektorie nelineárních systémů, rovnovážné stavy
3 Typické stavové trajektorie systémů prvního a druhého řádu
4 Fázová trajektorie, určení času na fázové trajektorii, indexové teorémy existence mezního cyklu
5 Harmonická linearizace, metoda harmonické rovnováhy
6 Stabilita nelineárních systémů, možnosti pojetí stability nelineárních systémů
7 Ljapunovova metoda určení stability
8 Popovovo kritérium stability, věty o nestabilitě. Lineární řízení nelineárních systémů, wind-up jev.
9 Lineární řízení nelineárních systémů - gain scheduling, zpětnovazební linearizace
10 Reléové systémy - polohový servomechanismus, systémy s proměnnou strukturou. Řešitelnost soustavy nelineárních diferenciálních rovnic
11 Základy návrhu řízení v klouzavém režimu.
12 Identifikace dynamických systémů
13 Shrnutí a opakování
Osnova numerických cvičení
1 Stavové trajektorie, metoda izoklin, linearizace
2 Výpočet ekvivalentního přenosu, harmonická rovnováha
3 Ljapunovova teorie stability
4 Popovovo kritérium stability. Řízení nelineárních systémů - linearizace, zpětnovazební linearizace
5 Releové regulátory
6 Řízení v klouzavém režimu
7 Shrnutí a opakování
Osnova počítačových cvičení
1 Opakování RR1, stavový popis, diskrétní regulátory
2 Trajektorie nelineárního systému, mezní cyklus, rovnovážné stavy
3 Harmonická rovnováha, zjištění parametrů pro návrh regulátoru metodou Ziegler-Nichols pomocí reléové zpětné vazby
4 Windup-jev, praktické cvičení na BLDC motoru
5 Lineární řízení nelineárních systémů - linearizace (gain scheduling) a zpětnovazební linearizace
6 Řízení v klouzavém režimu, vliv aproximace reléové charakteristiky na průběh regulačního děje
Průběžná kontrola studia
70 bodů závěrečná písemná zkouška
30 bodů projekty a minitesty na cvičeních
Podmínkou udělení zápočtu je získání alespoň 10 bodů ze cvičení a účast na cvičeních
Metody vyučování
Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení odborného základu a cvičení na počítači. V rámci cvičení jsou vypracovávány testy pro ověření znalostí. Student odevzdává tři samostatné úlohy.
Kontrolovaná výuka
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech