Název:	Číslicové řízení
Zkratka:	CR
Typ:	povinně volitelný
Rozsah:	14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny laboratorních cvičení
Způsob ukončení:	zkouška
Katedra:	katedra řídicí techniky FM TUL
Přednášející:	Doc. Ing. Osvald Modrlák, CSc.

 
Stručná anotace předmětu:

Předmět seznamuje studenty s teorií i praxí návrhu číslicových řídicích systémů pro řízení – regulaci spojitých dynamických systémů. Studenti se seznamují s diskrétním popisem spojitých soustav, odhadem parametrů diskrétního modelu ARMAX systému z měření, s algebraickou syntézou optimálního číslicového regulátoru a s vybranými metodami návrhu stavového regulátoru. Studenti pracují v laboratořích na fyzikálních modelech, provádějí praktická identifikační měření a návrhy číslicových regulátorů za softwarové podpory toolboxů v MATLABu.

 
Témata přednášek:

Diskrétní popis spojitých systémů, struktura diskrétních regulačních obvodů, diskretizace modelu spojité části regulačního obvodu, perioda vzorkování, tvarování signálů, filtrace, včetně diskrétního popisu mnoharozměrových systémů.

Diskrétní popis spojitých systémů, diskretizace modelu spojité části regulačního obvodu, perioda vzorkování, tvarování signálů, filtrace, včetně diskrétního popisu mnoharozměrových systémů.

Deterministická syntéza číslicového regulátoru (SISO - systémy): kompenzační metody - návrh regulátoru na kompenzaci měřené poruchy, návrh zpětnovazebního regulátoru podle konečného počtu kroků regulace (slabá, silná verze) pro vyrovnání determinovaných poruch a změn žádané hodnoty.

Algebraická syntéza číslicového zpětnovazebního regulátoru podle kvadratického kritéria (SISO) pro vyrovnání determinované poruchy a změn žádané hodnoty.

Stavová diskrétní regulace, neúplná informace o stavových veličinách, diskrétní estimace stavu, Kalmanův estimátor stavu.

Stavový regulátor, metoda návrhu diskrétního stavového regulátoru podle zvoleného kritéria jakosti regulace, návrh lineárních kvadratických gausovských stavových regulátorů (Linear–Quadratic-Gaussian (LQR) Control).

Citlivostní analýza a robustnost obvodu.

Základy návrhu stavových regulátorů vícerozměrových systémů.

 
Náplň cvičení:

Cvičení probíhá v laboratoři KŘT na zadaných úlohách. Součástí cvičení je aplikace teorie, měření, vyhodnocování měření včetně naprogramování dílčích řešení v MATLABu. V souladu s obsahem přednášek se procvičuje diskretizace modelu spojité části regulované soustavy s využíváním Control System Toolboxu, měření, filtrace dat a identifikace zadané spojité dynamické soustavy (fyzikálního modelu) při použití Identification Toolboxu, výpočty optimálních číslicových a stavových regulátorů zvolenou metodou – použití Control System a Polynomial Toolboxu.

Ověřování vlastností takto navržených číslicových regulátorů pomocí simulací a měřením odezev na reálném regulačním obvodu.

 
Literatura:

Noskievič, P.: Modelování a identifikace systémů. MONTANEX a.s., Ostrava, 1999.

Strejc, V.: Stavová teorie lineárního diskrétního řízení. Praha, Academia, 1978.

Franklin, G.F.-Powell, J.D.-Workman, M.L.: Digital Control of Dynamic Systems. Second Edition, Addison – Wesley, 1990.

Modrlák, O.: Teorie automatického řízení II. Cvičení. Skripta. VŠST Liberec, 1992.

Grace, A., Laub, J. A., Little, J.N,Thompson, C.M.: Control System, Toolbox. For Use with MATLAB. User's Guide. The Math Works, Inc.1995

Hanuš, B.-Olehla, M.-Modrlák, O.: Číslicová regulace technologických procesů.Algoritmy, matematicko-fyzikální analýza, identifikace, adaptace. VUT Brno, VUTIUM 2000.

Burl, J.B.: Linear Optimal Control. Addison – Wesley, Menlo Park, 1999.

POLYX, The Polynomial Toolbox 2 - Manual, PolyX, Ltd, Prague, 1999.

 
Prerekvizity: -

Navazující:    -

 
Datum poslední změny: 12.12.2001