Students will be able to:

• solve basic computational and visualization tasks in the area of automatic control system in the environment of Matlab and its Control System Toolbox

• investigate properties of t-invariant linear dynamical systems and determine their stability

• design controller parameters using empirical and integral methods, design state controller and discrete controller with a finite number of steps

• validate theoretical conclusions by simulation and analysis of time resposes of the system and by their visualization

• carry out synthesis of simple control loop and improve its dynamic performance using simulation experiments

Studenti budou umět:

• řešit základní výpočetní a vizualizační úkoly z oblasti automatické řízení v prostředí systému Matlab a Control System Toolboxu

• vyšetřovat vlastnosti lineárních t-invariantních dynamických systémů a určovat jejich stabilitu

• provést návrh parametrů regulátorů pomocí empirických a integrálních metod, provést návrh stavového regulátoru a diskrétního regulátoru s konečným počtem členů

• teoretické závěry ověřovat simulací a analýzou časového chování systémů jeho vizualizací

• provést syntézu jednorozměrového regulačního obvodu a pomocí simulačních experimentů zlepšit jeho dynamické vlastnosti

Assessment: Three individual projects

Exam: Written test I: 0-20 points

Written test II: 0-60 points

Oral exam: 0-20 points

Podmínky pro udělení zápočtu: Vypracování 3 samostatných projektů.

Podmínky pro udělení zkoušky: Písemný test I: 0-20 bodů

Písemný test II: 0-60 bodů

Ústní zkouška: 0-20 bodů

R: Pao, C. Chau: Process Control: a First Course with MATLAB. Cambridge University Press, Cambridge, 2002, 0-521-00255-9.

R: Benjamin C. Kuo: Automatic Control Systems. Prentice-Hall, 1991, 0-13-051046-7.

R: MankeB.S.: Linear Control Systems.Khanna Publishers, 2009. 81-7409-107-6.

A: Franklin, G. F., Powell, J. D., Emami-Naeini, A.: Feedback Control of Dynamic Systems. Prentice-Hall, New Jersey, 2002, 0-13-098041-2.

Z: Balátě J.: Automatické řízení. BEN Praha, 2003, 978-80-7300-148-3.

Z: Vítečková M.: Matematické metody v řízení, L a Z-transformace. VŠB-TUO Ostrava, 1998, 80-7078-570-5.

Z: Šulc B.: Teorie automatického řízení s počítačovou podporou. ČVUT, Praha, 1999, 80-01-01974-8.

Z: Pao C. Chau: Process Control. A First Course with Matlab. Cambridge University Press, 2002, 0-521-00255-9.

Z: MankeB.S.: Linear Control Systems.Khanna Publishers, 2009. 81-7409-107-6.

D: Franklin G. F., Powell J. D., Emami-Naeini A.: Feedback Control of Dynamic Systems. Prentice-Hall, New Jersey, 2002, 0-13-098041-2.

D: Kuo B. C.: Automatic Control Systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1991, 0-13-051046-7.

Přednášky a výpočetní semináře

Řešení vzorových příkladů z oblasti automatického řízení

Práce v prostředí výpočetního a vizualizačního programu Matlab

Použití Symbolic Math Toolbox a Control System Toolbox

Vypracování samostatných projektů

1. Dynamic systems. Fundamentals of Laplace transform.

2. External description of dynamic systems.

3. Continuous-time system analysis. Time response analysis of dynamic systems.

4. Internal description of dynamic systems.

5. Stability analysis of dynamic systems.

6. Algebra of block diagrams. Cloosed-loop control system. Transfer functions.

7. PID controllers, description and characteristics of basic types of controllers.

8. Quality of control performance, their criteria and comparison.

9. Empirical methods of control design.

10. Standard methods of control design.

11. Control design in state space. Controllability, observability.

12. MIMO systems.

13. Z-transform. Sampling. Discrete-time systems analysis.

14. Control design in discrete-time domain.

1. Matematický popis dynamického systému. Základy Laplaceovy transformace.

2. Vnější popisy dynamických lineárních t-invariantních systémů.

3. Klasifikace dynamických systémů, jejich popis. Statické a dynamické charakteristiky.

4. Vnitřní stavový popis dynamických lineárních systémů. Řešení stavových rovnic.

5. Stabilita systému. Metody vyšetřování stability.

6. Algebra blokových diagramů, výpočty přenosů, zpětnovazební zapojení. Regulační obvod.

7. Základní typy spojitých regulátorů, jejich statické a dynamické charakteristiky. Stabilita RO.

8. Kriteria kvality regulace v časové oblasti.

9. Empirické metody syntézy regulačních obvodů.

10. Optimální nastavení konstant PID regulátoru pomocí integrálních metod a metody optimálního modulu.

11. Návrh stavového regulátoru.Řiditelnost, dosažitelnost. Rozvětvené regulační obvody.

12. Popis dynamických systémů s diskrétním časem. Z-transformace, vzorkování.

13. Diskrétní regulační obvod. Návrh diskrétního regulátoru podle požadavků na přenos řízení.

14. Návrh diskrétního regulátoru podle požadavků na přenos poruchy.

http://moodle.vscht.cz/course/view.php?id=12

http://www.mathworks.com/products/control/

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/

http://moodle.vscht.cz/course/view.php?id=12

http://www.mathworks.com/products/control/

http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/

Algorithms and Programming, Mathematics I, Measuring and Control Engineering

Algoritmizace a programování, Matematika I, Měřicí a řídicí technika