Detail předmětu

Computer Control

FEKT-CCRTAk. rok: 2017/2018

Návrh, realizace a ověření různých variant spojitých a diskrétních regulátorů PID. Optimalizace nastavení parametrů regulátorů. Návrh, realizace a ověření jednoduchých adaptivních regulátorů. Automaticky se nastavující regulátory. Fuzzy a neuronové regulátory. Řízení technologických procesů (základní struktury, operační systémy reálného času, příklady). Styk řídicího systému s prostředím. Čidla, normalizační členy, propojení, vliv rušení a jeho omezení, číslicová a analogová filtrace signálu.

Výsledky učení předmětu

Absolvent kurzu by měl být schopen navrhovat, realizovat a seřizovat řídicí systémy se standardně vyráběnými regulátory od připojení čidla až po akční člen. Dále by měl zvládnout návrh, nastavení a seřízení složitých řídicích algoritmů, případně být schopen řídicí systémy doplnit novými náročnými řídicími algoritmy a zařadit je do řídicího systému.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Doporučená nebo povinná literatura

Aström,K.J.-Wittenmark,B.:Computer-Controlled Systems, Theory and Design, Prentice-Hall Inc., London 1997 (EN)
Bobál, V. a kol.: Praktické aspekty samočinně se nastavujících regulátorů. VUT Brno, VUTIUM, 1999. (CS)
PIVOŇKA, P. Číslicová řídicí technika, 112s, VUT Brno, 2013. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Cvičení. Max. 30 bodů.
Kombinovaná zkouška. Max. 70 bodů.

Jazyk výuky

angličtina

Osnovy výuky

Přednáška:
Fyzikální podstata řízení.
Návrh a realizace spojitých regulátorů PID typu.
Varianty řídicích algoritmů regulátoru PID typu, jejich realizace, nastavování a vzájemné porovnání, beznárazové přepínání a ochrana proti přebuzení.
Návrh a realizace diskrétních analogií spojitých PID regulátorů, různé varianty řídicích algoritmů, jejich realizace a vzájemné porovnání, beznárazové přepínání a ochrana proti přebuzení.
Filosofie procesu identifikace a návrhu řídicího algoritmu.
Optimalizace nastavení parametrů regulátorů, adaptivní systémy, automaticky se nastavující regulátory. Specifické problémy adaptivního řízení.
Operační systém reálného času. Programování v reálném čase, programovací jazyky, synchronizační prostředky. Programové vybavení pro řídicí systémy. Základní řídicí struktury, popisy a typy technologického procesu, vliv na člověka a společnost. Implementace složitých řídicích algoritmů do reálného procesu.
Styk řídicího systému s prostředím, stykové obvody, číslicové vstupy a výstupy, analogové vstupy a výstupy, napěťový a proudový vstup a výstup, galvanické oddělení.
Čidla a normalizační členy, vedení signálu, vlivy rušení.
Binární řízení-Petriho sítě a GRAFCET.
Číslicová a analogová filtrace.

Cvičení:
Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, bezpečnost a seznámení s pracovištěm). Demonstrační cvičení.
Programování S-funkcí, realizace diskrétního filtru.
Realizace PID regulátoru, ověření na simulačním modelu.
Diskrétní analogie spojitého PID regulátoru, ověření na simulačním modelu.
Simulace v reálném čase v programu MATLAB.
Ověření PID regulátorů na fyzikálních modelech. Omezení přebuzení regulátoru.
Další varianty PID regulátorů, beznárazové přepínání mezi regulátory.
Zadání semestrálního projektu.
Řízení fyzikálních modelů.
Řízení tepelného tunelu.
Řízení synchronních motorů.
Petriho sítě a řízení binárních modelů.
Odevzdávání protokolu, zápočet.

Cíl

Cílem kurzu je seznámit studenty s praktickým návrhem, realizací a nastavováním parametrů jednoduchých i pokročilých řídicích algoritmů při řízení reálných technologických procesů. Podrobně budou probrány všechny aspekty nasazení regulátoru v řídicí smyčce. V semestrálním projektu student navrhne, odladí a ověří jednoduchý adaptivní regulátor. Absolvent kurzu by měl být schopen navrhovat, realizovat a seřizovat řídicí systémy se standardně vyráběnými regulátory od připojení čidla až po akční člen. Dále by měl zvládnout návrh, nastavení a seřízení složitých řídicích algoritmů, případně být schopen řídicí systémy doplnit novými náročnými řídicími algoritmy a zařadit je do řídicího systému.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-AMT , 3. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor