Základy kybernetiky

Přednášky:
Struktury systémů automatického řízení. Základní pojmy a vlastnosti řídicích systémů. Příklady regulace. Dynamické systémy.
Analýza spojitého lineárního systému. Vnější popisy spojitých dynamických systémů. Bloková schémata a signální diagramy. Základní dynamické systémy - proporcionální, integrační, derivační, se setrvačností, systém 2. řádu,
dopravní zpoždění.

Vnější popisy diskrétních dynamických systémů. Přenos diskrétního systému. Základní charakteristiky. Typy diskrétních systémů- proporcionální, sumační, diferenční, setrvačný, kmitavý a dopravní zpoždění.
Řešení stavových rovnic spojitých systémů. Generátory vstupních funkcí. Vnitřní a vnější popis systému. Určení vnitřního popisu systému z popisu vnějšího. Jordanův a Frobeniův kanonický tvar.
Řešení stavových rovnic diskrétních systémů. Generátor vstupních funkcí. Diagram stavových veličin. Vnitřní a vnější popis systému. Určení vnitřního popisu systému z popisu vnějšího. Jordanův a Frobeniův kanonický tvar. Diskretizace spojitých systémů. Frekvenční rozbor vzorkování. Tvarovací členy.
Stabilita. Kritéria stability lineárních spojitých systémů. Stabilita diskrétních systémů. Metody identifikace systémů.
Analýza regulačního obvodu. Standardní typy přenosů ve spojitých zpětnovazebních obvodech. Základní vlastnosti. Stabilita lineárních spojitých zpětnovazebních obvodů. Nyquistovo kritérium stability.
Analýza spojitých regulačních obvodů. Statická přesnost. Dynamické vlastnosti. Kvalita regulace. Analýza pomocí frekvenčních charakteristik.
Syntéza spojitých regulačních obvodů. Metody syntézy regulačních obvodů.
Rozvětvené regulační obvody s pomocnou regulovanou veličinou., s pomocnou akční veličinou, s měřením poruchy a s modelem regulované soustavy. Vícerozměrné regulační obvody.
Syntéza regulačních obvodů se vzorkováním. Návrh číslicových korekčních členů, podle požadovaných vlastností přenosu řízení a poruchy.
Nelineární řídicí systémy. Nelineární prvky. Metody pro řešení přechodových jevů. Stabilita nelineárních systémů.
Optimální řídicí systémy. Kritérium optimality. Statická a dynamická optimalizace. Extremální regulace.
Adaptivní řídicí systémy. Struktura adaptivního systému. Adaptivní identifikace a řízení s modelem.


Projekty:
Každý student dostane zadány v průběhu semestru 3 samostatné práce, které zpracuje s využitím výpočetní techniky.

Počítačové laboratoře:
Příklady regulačních úloh v laboratoři.
Řešení vnějšího popisu spojitých systémů, modelování na počítači. Zadání písemné práce 1 pro modelování spojitých systémů na počítači.
Příklady řešení vnějšího popisu diskrétních systémů, modelování na počítači.
Modelování zadaných úloh vnitřních popisů systémů na počítači.
Příklady řešení stavových rovnic diskrétních systémů. Ověření příkladů na PC.

Příklady numerického a grafického vyšetření stability soustav na počítači.Ověření příkladů identifikace.
Příklady analýzy regulačních obvodů a jejich modelování na počítači.
Příklady na stanovení kvality regulace a jejich ověření na počítači.
Příklady na syntézu spojitých regulačních obvodů a řešení na počítači.
Výpočet rozvětvených regulačních obvodů a vícerozměrných regulačních obvodů. Ověření příkladů na počítači.
Výpočet číslicových korekčních členů a jejich realizace na počítači.
Modelování nelineárního řídicího systému na počítači.
Příklady na výpočet kritéria optimality a řešení optimálních úloh na počítači.
Příklady s adaptivními modely regulovaných obvodů na počítači