|
Vyučující
|
-
Černohorský Josef, doc. Ing. Ph.D.
-
Hlava Jaroslav, doc. Dr. Ing.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1) Vnější a stavové modely systémů, prohloubení a rozšíření předchozích znalostí, pojem a kritéria stability 2) Zpětnovazební řízení, PID regulátory a jejich číslicová implementace, diskretizace obecných spojitých regulátorů, volba periody vzorkování 3) Klasické pokročilé techniky řízení: kaskádní řízení, dopředná kompenzace poruch, kompenzace dopravního zpoždění 4) Základní principy prediktivního řízení 5) Regulační struktury a metody používané pro automatické řízení hloubky anestesie 6) Zpětnovazební řízení hladiny krevní glukózy 7) Modelování a řízení dialýzy 8) Akční členy využívající elektromagnetického pole stejnosměrné motory, voice coil a solenoidní aktuátory a jejich řízení 9) Senzory akčních členů snímače polohy, rychlosti a zrychlení, momentové snímače 10) Bezkartáčové motory, principy jejich komutace a použití v lékařských přístrojích 11) Střídavé pohony indukční motor a jeho skalární řízení v otevřené zpětné vazbě 12) Synchronní servomotory lineární a rotační a jejich řízení 13) Aktuátory na bázi pevné fáze a další miniaturní pohony v lékařství 14) Motion control systémy a základní funkcionalita Cvičení: 1) Pokročilejší možnosti simulačního prostředí MATLAB/Simulink, simulace regulačních obvodů 2) Programování a testování číslicového PID regulátoru 3) Simulace regulačních kaskád a dopředných kompenzátorů, srovnání vlastností s jednoduchou regulační smyčkou 4) Základní ukázka možností prediktivního řízení s využitím MPC Toolboxu pro Matlab 5) Simulace řízení hloubky anestesie 6) Simulace řízení hladiny krevní glukózy 7) Simulace řízení dialýzy 8) ukázka řízení stejnosměrného motoru, energetická bilance, výpočet výkonu a účinnosti 9) dimenzování systému pohonu zadání semestrální práce 10) seznámení s bezkartáčovými pohony Maxon Epos 11) nastavení regulačních algoritmů pohonů, ukázka kaskádní zpětnovazebné regulace a dopředných regulačních struktur 12) tvorba modelu obecného stroje a jeho momentové, otáčkové a polohové řízení 13) ukázka řízení indukčního motoru pomocí frekvenčního měniče 14) parametrizace základního frekvenčního měniče
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Laboratorní praktika
- Kontaktní výuka
- 56 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem studijního předmětu je prohloubení znalostí v oblasti automatického řízení a to ve dvou základních směrech. V první části předmětu by měli studenti získat základní orientaci o metodách automatického řízení a o možnostech jejich biomedicínských aplikací. Druhým nosným tématem předmětu je problematika řízení akčních členů, zejména pak elektrických pohonů. Tato oblast je důležitá jednak v návaznosti na akční členy lékařských zařízení a jednak představuje nezbytnou přípravu pro pokročilejší předměty z oblasti robotiky neboť elektrické servopohony a jejich řídicí systémy jsou jednou z nejdůležitějších komponent všech složitějších celků robotů a manipulátorů.
Studenti získají jednak přehled v oboru kybernetických a automatických řídicích systémů a zejména pak v oblasti jejich biomedicínských aplikací s důrazem na nové aplikační oblasti jako je zpětnovazební řízení hladiny krevní glukózy, hloubky anestesie a dialýzy. Vedle toho získají také teoretické základy a praktické dovednosti v oblasti návrhu a realizace elektrických pohonů a jejich řídicích systémů. Seznámí se s jejich funkčními principy i možnostmi programování.
|
|
Předpoklady
|
Podmínka registrace: není stanovena
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Požadavky pro zápočet: aktivní účast na cvičení, úspěšné absolvování testů. Zkouška je písemná a ústní, požadována je znalost odpřednášené látky.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Azar Ahmad Taher (Ed.). Modelling and Control of Dialysis Systems. Springer Verlag, 2013. ISBN 978-3-642-27457-2.
-
Frederick Ch., & Tyrone F. Closed-Loop Control of Blood Glucose. Springer Verlag, 2007. ISBN 978-3-540-74030-8.
-
Hacisalihzade Selim. Biomedical Applications of Control Engineering. Springer Verlag, 2013. ISBN 978-3-642-37279-.
-
Voženílek Petr. Elektromechanické měniče. Praha, 2005. ISBN 978-80-01-03137-7.
|