Popis předmětu - B3B35ARI1

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B3B35ARI1 Automatické řízení
Role:P Rozsah výuky:4P+2L
Katedra:13135 Jazyk výuky:CS
Garanti:Šebek M. Zakončení:Z,ZK
Přednášející:Haniš T., Hromčík M., Šebek M. Kreditů:6
Cvičící:Osob je mnoho Semestr:L

Anotace:

Základní kurz automatického řízení. Seznamuje se základními pojmy a vlastnostmi dynamických systémů fyzikálních, inženýrských, biologických, ekonomických, robotických a informatických. Vysvětluje, jak lze pomocí zpětné vazby měnit chování a potlačit vliv neurčitosti. Představuje klasické i moderní metody analýzy návrhu automatických řídicích systémů. Na přednáškách i v laboratořích se studenti přesvědčí o tom, že automatické řízení je inspirující, všudypřítomný, důležitý a zábavný obor. Kurz má o trochu modernější pojetí než podobné ve světě.

Osnovy přednášek:

1. Úvod – opakování základních pojmů ze systémů a signálů
2. Stabilita a obrácená odezva
3. Řiditelnost a pozorovatelnost
4. Ustálený stav, sledování a potlačení poruchy
5. Dynamika a poloha pólů
6. Zpětná vazba
7. Přímá vazba
8. Jednoduché regulátory
9. Frekvenční metody návrhu
10. Tvarování frekvenční charakteristiky
11. Neurčité systémy
12. Robustní řízení
13. Stavová zpětná vazba
14. Pozorovatel a výstupní zpětná vazba
15. Případová studie
16. Písemka uprostřed semestru
17. Polynomiální metody
18. Další metody návrhu
19. Číslicové řízení spojitých systémů
20. Diskrétní modely spojitých systémů
21. Diskrétní systémy
22. Diskrétní řízení
23. Systémy s dopravním zpožděním
24. Nelineární systémy
25. Systémy s mnoha vstupy a výstupy
26. Stochastické systémy a řízení
27. Síté systémů a kooperativní řízení
28. Rezerva
Vybrané partie se studenti naučí sami doma z učebnice (tzv. čtení). Součástí je pravidelný domácí úkol z přednášky, zadaný každý čtvrtek, odevzdaný do následujícího pondělí a opravený do středy. Uprostřed semestru je pro všechny souhrnná písemka na přednášce. Do přednášek zavedeme některé moderní prvky vycházejí z posledních pedagogických výzkumů ve světě (tzv. research based education), které zlepšují trvalé porozumění látce, jak dokazují testy prováděné několik let po studia. Postupně chceme přecházet na systém tzv. převrácené výuky.

Osnovy cvičení:

Cílem laboratoří je rozvíjet tvořivost a inženýrské myšlení studentů. Na začátku opakovací úloha z látky předcházejícího předmětu Systémy, signály a inference. Každý týden zadávány krátké kvízy prostřednictvím webu se systémem Moodle. Během semestru postupně zadány tři úlohy
1) úloha s laboratorním experimentem (obhajuje se podrobná zpráva)
2) simulační úloha se složitějším systémem (obhajuje se podrobná zpráva)
3) tvůrčí úloha – návrh a realizace řízení modelu vozítka Segway sestaveného z robotické stavebnice LEGO (na konci veřejná soutěž, studenti hodnoceni podle skutečného výkonu robota = vzdálenosti, kterou ujede ve stabilizované poloze)
Součástí kurzu je i propracovaný systém hodnocení. Studenti postupně během semestru získávají body, a pokud po celý semestr dobře pracují, mají pak usnadněnu zkoušku a/nebo mohou získat lepší známku. Informace o aktuálním stavu bodů je k disposici v systému Moodle.

Literatura:

Kurz je založen na nejlepších učebnicích, které jsou na svět k dispozici. Povinná je jedna ze dvou následujících
1) Richard C. Dorf and Robert H. Bishop: Modern Control Systems, Prentice Hall; 13th ed., 2017 nebo některé starší vydání.
2) Gene F. Franklin, J. David Powell, Abbas Emami-Naeini: Feedback Control of Dynamic Systems. Pearson; 8th ed., 2018 nebo některé starší vydání.
Obě knihy rozsáhlé podpůrné weby se stovkami dalších příkladů a řešení. Výhodou je i to, že obě jsou v angličtině. Studenti si je bud mohou snadno koupit (podle možností jim pomáháme hromadným nákupem s množstevní slevou) anebo vypůjčit ve fakultní knihovně, kde jsou pro ně v dostatečném množství přes 100 kusů k dispozici a vždy rezervovány pro studenty tohoto předmětu. Každý student musí jednu učebnici v průběhu semestru aktivně používat. Předmět má propracovaný web v systému Moodle, který nabízí ke stažení předem všechny slajdy s přednáškami i příklady, modely v Simulinku a další studijní materiály, potřebný software a obsahuje mnoho zajímavých odkazů na další weby s tematikou oboru: historie, aplikace, výzkum apod. Systém dále slouží k zadávání a odevzdávání úkolů a projektů a další komunikaci se studenty, např. formou hojně užívaného diskusního fóra předmětu. Každý student po přihlášení na něm vidí svůj aktuální stav bodů získaných za práci v semestru. Stránky z rozhodnutí vedení jsou bohužel přístupné jen pro studenty a učitele ČVUT. Studenti mají během kurzu zdarma k dispozici všechen potřebný software (Matlab a jeho toolboxy, Simulink a modely) a to bud v rámci celoškolní licence anebo díky darům firme (Polynomiální toolbox). Všechny přednášky Automatické řízení z jara 2020 jsou natočené na video a studenti je mohou vidět anebo si stáhnout z fakultního kanálu na YouTube . Kromě toho má předmět Automatické řízení vlastní YouTube kanál , kde mají studenti k dispozici animovaná videa vysvětlující některé speciální partie tohoto předmětu. Pro laboratorní cvičení mají studenti k dispozici tři moderní výukové laboratoře: Laboratoř automatického řízení, Laboratoř řídicích systémů Allen-Bradlley . Objemnější průmyslové experimenty a zřízení jsou umístěny ve velké Laboratoři průmyslových řídicích systémů. Po dohodě s cvičícími je mohou studenti používat i mimo školní rozvrh (tzv. systém otevřených laboratoří).

Požadavky:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=3863

Poznámka:

Stránky předmětu: https://moodle.fel.cvut.cz/course/search.php?search=b3b35ari

Klíčová slova:

dynamika systémů, stabilita, frekvenční a stavové metody

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPKYR_2021 Před zařazením do oboru P 4


Stránka vytvořena 4.2.2023 12:50:56, semestry: L/2022-3, L/2021-2, Z/2024-5, Z/2022-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)