Předmět: Řízení vícerozměrových systémů

« Zpět
Název předmětu Řízení vícerozměrových systémů
Kód předmětu MTI/RVS
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Četnost výuky Každý školní rok
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Hubka Lukáš, Ing. Ph.D.
  • Školník Petr, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Vnitřní popis regulovaného MIMO systému s poruchami, stavová dosažitelnost a pozorovatelnost, kanonická dekompozice, minimální realizace, SVD faktorizace, redukce řádu modelu. Vnější popis, vlastnosti vstup/výstup, nuly a póly vícerozměrových systémů, zesílení MIMO systémů a jeho vlastnosti, koeficient podmíněnosti. 2. Struktury a metody řízení vícerozměrových systémů. Omezení na dosažitelnou kvalitu regulace vícerozměrových systémů: nestabilní nuly a póly přenosové matice, vliv dopravního zpoždění. Koncept decentralizovaného a centralizovaného řízení. 3. Decentralizované řízení: Rozvětvené obvody s více nezávislými SISO regulačními smyčkami: vliv SISO regulačních smyček na dynamiku MIMO soustavy, interakce. 4. Pole poměrných zesílení (RGA), vlastnosti RGA a pravidla řádné přiřazování akčních a měřených veličin. 5. Dekompozice: formulace problému, ideální, zjednodušená a statická dekompozice 6. Centralizované řízení: Návrh regulátorů s vnitřním modelem (IMC) pro MIMO systémy. 7. Stavová regulace MIMO systémů: estimace stavu, princip separabiliy, Kalmanova filtrace. 8. Optimální stavová LQG a LQR regulace MIMO systémů. 9. Základy robustní řízení MIMO systémů. 10. Aplikace přepínaných regulátorů pro řízení MIMO systémů.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Projektová výuka
  • Semestrální práce - 50 hodin za semestr
  • Příprava na zápočet - 20 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 40 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 40 hodin za semestr
Výstupy z učení
Cílem předmětu je nabídnout přehled o metodách řízení vícerozměrových systémů. Těžištěm výkladu jsou metody decentralizovaného a centralizovaného řízení. Důraz je kladen na to, aby byl vyvážen podíl mezi rozsáhlou teorií a možnostmi inženýrských aplikací. Tato zásada je zachována i ve cvičeních a v laboratořích. Při analýze a syntéze řízení MIMO systémů se využívá softwarové podpory MATLABu. Laboratoře s reálnými modely slouží pro praktickou implementaci nalezených řídicích algoritmů.
"Studenti získají praktické znalosti z parametrické identifikace MIMO systémů a seznámí se s metodami a prostředky redukce řádu systému, analýzy vlastností vícerozměrových systémů. Seznámí se strukturami MIMO řízení a získají praktické zkušenosti při aplikaci metodiky řízení v konceptu decentralizovaného a centralizovaného řízení. Osvojí si metodiku přiřazování měřených a akčních veličin a techniku dekompozice. V rámci metod centralizovaného řízení si osvojí návrh regulátorů s vnitřním modelem pro řízení MIMO systémů, stavového LQR a LQR regulátoru, základy návrhu robustního řízení a základy metodiky návrhu přepínacích regulátorů. Studenti získají praktické zkušenosti v dané oblasti. "
Předpoklady
Podmínkou jsou znalosti látky přednášené v RSS/ARI a doporučené je též absolvování předmětů MTI/CRI a MTI/STR.

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška, Ústní zkouška, Písemná zkouška, Praktická demonstrace získaných dovedností

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, odevzdání vyhovujících protokolů. Zkouška je písemná a ústní.
Doporučená literatura
  • Albertos, P., Sala, A. Multivariable Control Systems. Springer Verlag,, 2004. ISBN 1852337389.
  • Bequette, B., W. Process Control. Modeling, Design and Simulation.. Prentice Hall, 2003. ISBN 133536408.
  • Goodwin, G., C., Graebe, S., F., Salgado, M., S. Control System Design. Prentice Hall, 2001. ISBN 139586539.
  • Marlin, T., E. Process control. Designing processes and control systems for dynamic performance.. McGraw Hill, 2000. ISBN 70404917.
  • Phillips, Ch., L., Harbor, R., D. Feedback Control Systems. Prentice Hall, 2000. ISBN 133736970.
  • Skogestad, S., & Poslethwaite, I. :. Multivariable Feedback Control. Analysis and Design.. John Wiley & Sons, 1996. ISBN 470011688.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Studijní plán (Verze): Automatické řízení a inženýrská informatika (2016) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní