Předmět Aplikovaná kybernetika (KSA / AK-P)

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-P - Aplikovaná kybernetika, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Přednášky:1. Teorie informace. Základy teorie informace, signál, kód. Signál spojitý a diskrétní. Vlastnosti entropie, Shanonova věta. Teorie systémů. Pojmy teorie systémů. Definice a třídění systémů, klasifikace.2. Lineární diferenciální rovnice. Řešení klasické, řešení pomocí Laplaceovy transformace. Řešení po-mocí simulačních prostředků, metoda snižování řádu derivace a postupné integrace. Řešení počátečních podmínek. Simulace v prostředí Matlab-Simulink.3. Pojmy z teorie systémů. Definice systému. Popis dynamických vlastností systému. Vnější popis - přenos, přechodová funkce, impulzní funkce, frekvenční přenos. Vnitřní popis - stavové rovnice.4. Rozdělení systémů, soustavy statické astatické s minimální fází s neminimální fází. Systémy s dopravním zpožděním. Demonstrace na příkladech. Ukázky v programu Matlab-Simulink.5. Frekvenční přenos - frekvenční charakteristiky v komplexní rovině a logaritmických souřadnicích. Řešení v prostředí Matlab-Simulink.6. Matematicko - fyzikální metody popisu a experimentální metody. Aproximace přechodové charakteristiky metodou prof. Strejce. Metoda nejmenších čtverců.7. Konvolturní integrál. Matematický model dynamického systému pro stochastický vstupní signál.8. Pojem stabilita systému. Postačující podmínka stability. Algebraické kritérium stability Hurwitzovo a Routh-Shurovo. Frekvenční kritéria stability systémů. Ukázky na příkladech v programu Matlab-Simulink..9. Regulovaná soustava. Pojem zpětnovazební řízení, schéma regulačního obvodu. Typy regulátorů. Regulátory přímé a nepřímé a jejich členy. Spojité a nespojité regulátory. Obrazový přenos regulačního obvodu.10. Bloková algebra, Masonův vzorec pro získání celkového obrazového přenosu regulačního obvodu. Příklady řešení. Řešení v prostředí Matlab.11. Spojitý PID regulátor. Dynamické vlastnosti PID regulátoru. Příklady konstrukce složek PID regulátoru. Nespojité regulátory. Experimentální seřízení stavitelných parametrů regulátoru. Ukázky v Matlabu.12. Dvoupolohové regulátory. Průběhy pracovních kmitů pro příkony a zátěže různého typu. Možnosti zvýšení kvality regulačního pochodu. regulátor třípolohový. Ukázky na příkladech v programu Matlab-Simulink.13. Seřízení stavitelných parametrů spojitého PID regulátoru. Metoda kritického zesílení (Ziegler-Nicholsova). Stabilita regulačního obvodu. Metody pro optimální seřízení regulátoru pro konkrétní tvary obrazových přenosů regulovaných soustav.14. Prostředky automatického řízení. Snímače, akční členy. Měřicí karty. Softwarové prostředky pro oblast měření a automatické řízení. produkt Matlab-Simulink a jeho toolboxy. Využití vývojového prostředí LabVIEW.Cvičení:1. Úvod, bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s úlohami v laboratoři a technickými prostředky v nich užitými. Požadavky k zápočtu. Nástin programu cvičení na schématu regulačního obvodu v semestru. Pojem soustava. Seznámení se způsobem získání popisu soustavy.2. Matematicko-fyzikální model soustavy: sedačka, pružina, tlumení. Sestavení diferenciální rovnice, její řešení s využitím Laplaceovy transformace.3. Seznámení se s produktem Matlab-Simulink a jeho toolboxy pro automatické řízení. Řešení diferenciální rovnice simulací. 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 dynamické chování.4. Identifikace systému prvního a vyššího řádu. Metoda prof. Strejce. Její aplikace na příkladu elektromotoru. Sestavení diferenciální rovnice dynamického chování elektromotoru a její simulace v Matlabu.5. Měření na konkrétní soustavě (některá z úloh A, B, C), získání zápisu dynamické charakteristiky, identifikace této soustavy.6. Amplitudová a fázová charakteristika, frekvenční charakteristika, frekvenční přenos, vzájemné vazby mezi těmito pojmy. Řešení příkladů. Kontrola výsledků v Matlabu.7. Kontrola výsledků identifi

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. Zítek, P. Simulace dynamických systémů. SNTL, Praha 1990. BALÁTĚ, J. Vybrané statě z automatického řízení. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 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 na cvičeních a odevzdání vypracované semestrální práce. Zkouška - písemná a ústní.

Garant

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

Vyučující

Ing. Michal Moučka, Ph.D.Ing. Michal Moučka, Ph.D.