Požadavky
ke státní závěrečné zkoušce pro studijní obor
Přístrojová a řídicí technika
Teorie a modely
automatického řízení
- Booleova algebra, základní zákony. Syntéza kombinační logické funkce
na kanonické tvary. Redundance. K-mapa.
- Syntéza sekvenční
logické funkce, paměť, zpětná vazba, klopný obvod.
Aplikace na řízené objekty.
- Lineární spojité
regulátory P, PI, PD, PID, úloha jejich složek v
uzavřeném regulačním obvodu (URO). Vznik resp.
odstranění trvalé regulační odchylky.
- Statické charakteristiky
objektů a jejich spojení. Autoregulační schopnost.
Linearizace. Statické vlastnosti URO, TRO.
- Lineární spojitý
dynamický systém. Popis vstup - výstup a stavová
formulace a jejich L-transformace. Přechodová
charakteristika, váhová funkce, matice přechodu.
- Princip superpozice L.D.S.
Obrazový (L) přenos spojitého LDS (otázka
počátečních podmínek). Bloková algebra přenosů.
- Vynucené kmity,
frekvenční (amplitudová, fázová) charakteristika,
filtrace, rezonance. Frekvenční přenos. Frekvenční
charakteristika diskrétní soustavy.
- Charakteristická rovnice a
charakteristický polynom spojitého URO, resp. dynam.
systému, jeho nuly. Konformní zobrazení. Spektrální
poloměr.
- Stabilita spojitého URO,
resp. LDS. Algebraická a křivková kritéria stability.
Chování na mezi stability.
- Seřízení spojitého a
číslicového URO podle kritického nastavení
(Ziegler-Nichols) a podle doby průtahu a náběhu.
- Lineární diskrétní
soustava. Popis spojitého bloku v diskrétním čase,
teorém vzorkování, frekvenční omezení.
- Z-transformace, diskrétní
přenos, bloková algebra.
- Diskrétní analogie
regulátorů P, I, D. Popis číslicového URO
diferenční rovnicí. Vliv volby periody vzorkování.
- Charakteristická rovnice a
charakteristický polynom diskrétního URO, resp.
diskrétní soustavy. Význam polohy kořenů.
- Stabilita číslicového
URO, resp. diskrétní soustavy, algebraická a
křivková kritéria stability.
- Dopředná vazba v
řízení. Kompenzace poruch. Invariantnost.
- Rozvětvené regulační
obvody, kaskádní regulace.
- Vzájemné ovlivnění
regulací na objektu, jeho kompenzace, autonomnost.
- Metody volby stavových
proměnných DS, (MPI, SŘD) ve spojitém a diskrétním
čase. Frobeniova a Jordanova forma.
- Rovnovážný stav
spojitého a diskrétního DS. Mezní cykl.
- Linearita a linearizace DS.
Matice dynamiky a její vlastní čísla, spektrální
poloměr.
- Metody numerické integrace.
DS-klasifikace, lokální chyba, řád. Stabilita metody
a volba kroku času.
- Parametrické a neparametrické modely a jejich úloha v
identifikaci.
- Experimentální
identifikace, základní pojmy, hodnocení vhodnosti dat,
problém chyb. Identifikace podle přechodové
charakteristiky.
- Identifikace diferenční
rovnice. Metoda nejmenších čtverců.
- Stochastické modely, náhodný proces, stacionárnost a
ergodicita.
- Regresní křivka,
výběrová regresní křivka, regresní přímka a
výběrová regresní přímka. Metoda nejmenších
čtverců.
- Korelační funkce a
výkonová spektrální hustota stacionárního
ergodického náhodného procesu. Vzájemná korelační
funkce a její využití v identifikaci.
- Adaptivní a průběžná
identifikace v reálném čase, základní problémy.
- Formulace úlohy
optimalizace parametrů, kritérium optimality,
omezující podmínky. Aplikace v řízení.
- Extrém kritéria
optimality, metody jeho vyhledávání.
- Řiditelnost a
pozorovatelnost spojitého a diskrétního dynamického
systému. Estimátor stavu.
- Regulace v konečném počtu
kroků, syntéza.
- Praktický provoz
číslicové PID regulace, beznárazové přepínání,
omezení integrace, filtrace.
- Podmínková (diofantická)
rovnice a její použití při syntéze s požadovanou
dynamikou. Polynomiální přístup k syntéze URO.
Odstranění vlivu neminimální fáze a
nestability soustavy.
- Stavová regulace a její
možnosti v přidělení pólů.
- Časově optimální
systémy řízení. Dvoupolohová regulace, její
kmitání, závislost na zatížení.
- Významné nelinearity v
URO, prostředky pro analýzu jejich vlivu, typické
nelinearity (dvoupolohová regulace).
- Fuzzy regulátory. (Princip a návrh. Srovnání s
klasickými regulátory).