Předmět Aplikovaná kybernetika (KSA / AK-K)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KSA / AK-K - Aplikovaná kybernetika, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Tématické celkyI. Úvod - Teorie informace. Základy teorie informace, signál, kód. Signál spojitý a diskrétní. Vlastnosti entropie, Shanonova věta.II. Matematické metody automatického řízení - Lineární diferenciální rovnice. Řešení klasické, řešení pomocí Laplaceovy transformace. Řešení pomocí simulačních programů, metoda snižování řádu derivace a postupné integrace. Řešení počátečních podmínek. Simulace v prostředí Matlab-Simulink.III. Teorie systémů (část 1.) - Pojmy z teorie systémů. Definice systému. Popis dynamických vlastností systému. Vnější popis - přenos, přechodová funkce, impulzní funkce, frekvenční přenos, poloha nul a pólů. Vnitřní popis - stavové rovnice. Třídění systémů, soustavy statické, astatické s minimální fází s neminimální fází. Systémy s dopravím zpožděním. Demonstrace na příkladech. Ukázky v programu Matlab-Simulink.IV. Teorie systémů (část 2.) - Frekvenční přenos, frekvenční charakteristiky v komplexní rovině a logaritmických souřadnicích. Řešení v prostředí Matlab-SimulinkV. Teorie systémů (část 3.) - Matematicko - fyzikální metody a experimentální metody pro získání popisu systému. Aproximace přechodové charakteristiky metodou prof. Strejce. Metoda nejmenších čtverců.VI. Teorie systémů (část 4.) - Pojem stabilita systému. Postačující podmínka stability. Algebraické kritérium stability Hurwitzovo a Routh-Shurovo. Frekvenční kritéria stability systémů. Ukázky na příkla-dech v programu Matlab-Simulink.VII. Teorie řízení (část 1.) - Regulovaná soustava. Pojem zpětnovazební řízení., schéma regulačního obvodu. Typy regulátorů. Regulátory přímé a nepřímé a jejich členy. Spojité a nespojité regulátory. Obra-zový přenos regulačního obvodu. Bloková algebra, Masonův vzorec pro získání celkového obrazového přenosu obvodu.VIII. Teorie řízení (část 2.) - Spojitý PID regulátor. Dynamické vlastnosti PID regulátoru. Příklady konstrukce složek regulátoru PID. Nespojité regulátory. Dvoupolohové regulátory. Průběhy pracovních kmitů pro příkony a zátěže různého typu. Možnosti zvýšení kvality regulačního pochodu. regulátor třípo-lohový. Ukázky na příkladech v programu Matlab-Simulink.IV. Teorie řízení (část 3.) - Seřízení stavitelných parametrů spojitého PID regulátoru. Metoda kritické-ho zesílení (Ziegler-Nicholsova). Stabilita regulačního obvodu. Metody pro optimálního seřízení reguláto-ru pro konkrétní tvary obrazových přenosů regulovaných soustav.X. Prostředky automatického řízení - Snímače, akční členy. Měřicí karty. Softwarové prostředky pro oblast měření a automatické řízení. Produkt Matlab-Simulnik a jeho toolboxy. Využití vývojového pro-středí LabVIEW.a) Matematicko-fyzikální model soustavy: sedačka, pružina, tlumení. Sestavení diferenciální rovnice, její řešení s využitím Laplaceovy transformace. Metoda snižování řádu derivace, metoda postupné integrace. Simulace pohybu sedačky po vybuzení skokovou funkcí (změnou síly) v prostředí Matlab-Simulink. Počáteční podmínky ve výpočtu i simulaci. Ověření vlivu parametrů soustavy na její dyna-mické chování.b) Amplitudová a fázová charakteristika, frekvenční charakteristika, frekvenční přenos, vzájemné vazby mezi těmito pojmy. Řešení příkladů. Kontrola výsledků v Matlabu.c) Soustava a regulátor, zpětná vazba. Nespojitá a spojitá regulace, vliv parametrů regulátoru na průběh regulačního pochodu. Ukázky simulace průběhů regulace, na příkladech. Experimentální seřízení regu-látoru.d) Optimalizace regulačního pochodu. Seřízení regulátoru metodou kritického zesílení (metoda Ziegler-Nicholsova). Výpočet seřízení pro soustavu z osmého cvičení. Porovnání vypočteného seřízení se seřízením experimentálním v prostředí Matlab-Simulink. Zápočty.

Získané způsobilosti

Studenti se mají základní znalosti z oblasti aplikované kybernetiky.

Literatura

OLEHLA, M. - NĚMEČEK, S. - ŠVARC, I. Automatické řízení (skriptum). Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2009. JACOBS, O., L., R. Introduction to Control Theory. Oxford: Clarendon Press, 1974. BALÁTĚ,J. Vybrané statě z automatického řízení. VUT Brno, 1998. KLOBOUČEK, J. - STIANKO, M. Základy aplikované kybernetiky - návody na cvičení (skriptum). Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2007. OLEHLA, M. - NĚMEČEK, S. Základy aplikované kybernetiky (skriptum). Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2005.

Požadavky

Zápočet - je udělen na základě aktivní účasti vypracované semestrální práce. Zkouška - písemná a ústní.

Garant

Ing. Michal Moučka, Ph.D.prof. Ing. Miroslav Olehla, CSc.

Vyučující

Ing. Jan KloboučekIng. Jan Klobouček