|
Vyučující
|
-
Hlava Jaroslav, doc. Dr. Ing.
-
Mrázek Petr, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Osnova předmětu: 1. Systémy, technické a biologické, objekt, systém, model, vnější a stavový popis, lineární a nelineární systémy 2.. Vnější popis spojitých lineárních systémů, diferenciální rovnice, obrazové a frekvenční přenosy, charakteristiky v časové oblasti. 3. Základní typy lineárních dynamických systémů a jejich chování v časové a frekvenční oblasti, systémy 1. řádu, systémy vyšších řádů, astatické systémy. 4. Stavový popis systémů, vztah mezi vnějším a stavovým popisem 5. Diskrétní systémy, způsoby vnějšího a vnitřního popisu diskrétních systémů, souvislost spojitého a diskrétního popisu. 6. Stabilita, definice stability, vyšetřování stability lineárních systémů, kritéria stability, dopravní zpoždění a jeho vliv na stabilitu systému. 7. Princip zpětnovazebního řízení, stabilita zpětnovazebního regulačního obvodu, dopředné řízení. 8. PID regulátory, jejich vlastnosti a metody nastavování, modifikace PID regulátorů, kompenzace dopravního zpoždění (Smithův regulátor). 9. Přístrojová realizace PID regulátorů, regulační obvody v lékařské technice. 10-11. Složitější lékařské regulace: automatické řízení procesů v anestesii. 12. Automatické řízení hladiny glukózy v krvi 13.-14. Příklady regulačních systémů v lidském organismu, analogie mezi funkcí mozečku a Smithova regulátoru, analýza systému řízení lidského dýchání.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je poskytnout studentům základní úvod do oblasti kybernetiky, především pak do problematiky teorie systémů a řízení. Studenti získají znalosti, které jim umožní porozumět regulačním systémům používaným v lékařské technice. Vedle toho by také měli dospět i k obecnějšímu pohledu na zpětnovazební řízení jakožto na princip, s nímž se lze běžně setkat i živých organismech a výsledky teorie systémů a řízení tak použít pro porozumění mnohým procesům, které probíhají v živých organismech.
Studenti budou schopni porozumět principům, na jejichž základě pracují regulační systémy používané v lékařské technice a budou tak moci plně využít možností této techniky a zároveň se aktivně podílet na jejím dalším rozvoji. Vedle toho budou schopni používat přístupy kybernetiky a teorie řízení jako nástroje pro porozumění dějům v živých organismech.
|
|
Předpoklady
|
Podmínka registrace: není
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Podmínkou pro získání klasifikovaného zápočtu je aktivní účast na cvičení, úspěšné absolvování testů a znalost odpřednášené látky.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Batzel.J. & Tran, H.T. Stability of the human respiratory control system I,II. Journal of Mathematical Biology. Vol. 41, No. 1 , pp. 45-102., 2000.
-
Frederick Ch., & Tyrone F. Closed-Loop Control of Blood Glucose. Springer Verlag, 2007. ISBN 10 3-540-74030-9.
-
Gentilini A. et al. Closed-loop control of analgesia in humans. IEEE Conference on Decision and Control, Orlando, 2001.
-
Miall, R.C., Weir D. J., Wolpert D. M. & Stein J. F. Is the Cerebellum a Smith Predictor?. Journal of Motor Behavior, ročník 25, č. 3, s. 203-216., 1993.
-
Pazourek J. Simulace biologických systémů. Praha, Grada, 1992.
-
Štecha J., & Havlena V. Teorie dynamických systémů. Praha, ČVUT FEL, skripta, 1995.
-
www:. elektronické materiály.
|