Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Inteligentní řídicí systémy

RSY Ak. rok 2005/2006 zimní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Předmět není v tomto roce otevřen
Zavřít
Fyzikální podstata řízení. Základní řídicí struktury. PID regulátor jako základ pro vzájemná porovnávání, jeho struktury, nastavení a realizace. Základní principy adaptace v řídicím systému. Umělá inteligence v řídicích systémech (použití neuronových sítí v identifikaci a řízení, fuzzy regulátory). Čidla, vedení signálu, akční členy, filtrace. Individuální projekt adaptivního řídicího systému s prvky umělé inteligence.

Garant předmětu

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 12 hod. pc laboratoře, 14 hod. projekty

Bodové hodnocení

70 zkouška, 30 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Absolvent předmětu 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 řídicích algoritmů s porincipy umělé inteligence, případně být schopen řídicí systémy doplnit novými řídicími algoritmy a zařadit je do řídicího systému.

Cíle předmětu

Cílem předmětu je seznámit studenty s praktickým návrhem, realizací a nastavováním parametrů jednoduchých i pokročilých řídicích algoritmů s principy umělé inteligence 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 složitějších řídicích algoritmů, případně být schopen řídicí systémy doplnit novými algoritmy a zařadit je do řídicího systému.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Vyšší znalosti z teorie řízení včetně "fuzzy" matematiky.

Literatura studijní

  • Pivoňka, P., kol.: Časopis Automatizace, 1997 (č.: 11, 12), 1998 (č.: 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

Literatura referenční

  • Aström, K.J., Wittenmark, B.: Computer-Controlled Systems, Theory and Design, Prentice-Hall Inc., London 1997.
  • Bobál, V., kol.: Praktické aspekty samočinně se nastavujících regulátorů. VUT Brno, VUTIUM, 1999.

Osnova přednášek

  • Fyzikální podstata řízení a regulace.
  • Návrh a realizace spojitých regulátorů PID typu.
  • Varianty řídicích algoritmů regulátoru PID typu, jejich realizace, nastavování a vzájemné porovnání.
  • Návrh a realizace diskrétních analogií spojitých PID regulátorů,
  • Různé varianty řídicích algoritmů, jejich realizace a vzájemné porovnání.
  • Filosofie procesu identifikace a návrhu řídicího algoritmu.
  • Optimalizace nastavení parametrů regulátorů, adaptivní systémy, automaticky se nastavující regulátory. Specifické problémy adaptivního řízení.
  • Použití umělé inteligence v řídicích algoritmech
  • Fuzzy logika
  • Fuzzy regulátory
  • Umělé neuronové sítě.
  • Neuronové regulátory
  • Styk řídicího systému s prostředím, vstupy a výstupy, čidla a normalizační členy, vedení signálu, vlivy rušení, filtrace.

Osnova laboratorních cvičení

  • Úvodní cvičení (organizace, instruktáž, bezpečnost a seznámení s pracovištěm). Demonstrační cvičení.
  • Simulace v reálném čase v programu MATLAB.
  • Realizace PID regulátoru, ověření na simulačním modelu.
  • Diskrétní analogie spojitého PID regulátoru, ověření na simulačním modelu.
  • Ověření PID regulátorů na fyzikálních modelech. Omezení přebuzení regulátoru.
  • Další varianty PID regulátorů, beznárazové přepínání mezi regulátory.
  • Vlastnosti průběžných identifikačních metod, metoda nejmenších čtverců. Zadání semestrálního projektu.
  • Programování průběžné metody nejmenších čtverců. Ověřování činnosti průběžné identifikace metodou. nejmenších čtverců.
  • Identifikace metodou nejmenších čtverců, návrh regulátoru PSD.
  • Fuzzy regulátory. Fuzzy řízení automobilu.
  • Ověřování automaticky se nastavujícího regulátoru.
  • Neuronové regulátory. Odevzdávání protokolu, kontrola chodu programu.
  • Odevzdávání protokolu, zápočet.

Osnova ostatní - projekty, práce

Individuální projekt jednoduchého, automaticky se nastavujícího regulátoru s principy umělé inteligence.

Průběžná kontrola studia

Účast na cvičeních.

Podmínky zápočtu

Aktivní účast na všech cvičeních, předvedení činnosti automaticky se nastavujícího se regulátoru a odevzdaný písemný popis projektu: 30 bodů max.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3, obor BIT, libovolný ročník, volitelný
Nahoru