Nelinearni sistemi automatskog upravljanja    (ETF AEO NSU 4760)
 
Opće informacije
Naziv kursa Nelinearni sistemi automatskog upravljanja
Oznaka (šifra) predmeta ETF AEO NSU 4760
Studij ETF-B
Odsjek Automatika i elektronika
Godina 4
Semestar 7
Tip Obavezni
Broj ECTS Bodova 7
Ukupno sati nastave 60
Broj sati predavanja 36
Broj sati vježbi 10
Broj sati tutorijala 14
Cilj kursa - Znanje i vještine koje treba postići student
Cilj kursa je studentima dati znanja koja se odnose na koncepte i metode koje se koriste u analizi i sintezi nelinearnih sistema automatskog upravljanja, te razviti sposobnost da se ovi koncepti primijene u konkretnim slucajevima. Naglasak je stavljen na razumijevanje matematskog opisivanja fizikalnih zakonitosti, pitanjima stabilnosti, kao i pitanjima pracenja i ponašanja na vanjske pobude nelinearnih sistema automatskog upravljanja.
Program
1. Uvod

2. Definicija i opis nelinearnih sistema

2.1.Nelinearni prenosni clanovi

2.2.Opis nelinearnih dinamickih sistema u prostoru stanja

2.3.Meduzavisnosti izmedu nelinearnih prenosnih članova i nelinearnog opisa u prostoru stanja

3. Stabilnost nelinearnih prenosnih clanova

4. Stabilnost ravnotežnog stanja u prostoru stanja

4.1.Ravnotežna stanja dinamickih sistema

4.2.Transformacija u ravnotežnom stanju

4.3. Stabilnost u smislu Ljapunova

4.4. Analiza stabilnosti u faznoj ravni

5. Kriteriji stabilnosti avnotežnih stanja

5.1. Direktna metoda Ljapunova

5.2. Teotema LaSallea

5.3. Konstrukcija funkcija Ljapunova

5.4. Metoda prvog približenja

5.5. Ispitivanje stabilnosti ravnoteže standardnih nelinearnih kontura (kriterij Popova i kružni kriterij)

6. Granicni ciklusi u standardnim nelinearnim konturama

6.1. Linearne i nelinearne oscilacije

6.2. Utvrdivanje postojanja granicnih ciklusa pomocu Poincare-Bendixson-ovog teorema

6.3. Stabilnost granicnih ciklusa

6.4. Analiza standardnih nelinearnih kontura pomocu metode harmonijskog balansa

7. Empirijska analiza stabilnosti

8. Razmatranje problema ogranicenja ulaznog signala pri projektovanju regulatora
Literatura
Obavezna literatura 1. Bilješke i slajdovi s predavanja (moci ce se vidjeti na WEB siteu Fakulteta)

2. Mujo Hebibovic: "Teorija automatskog upravljanja", Elektrotehnicki fakultet Sarajevo 2003.godine.

3. Adnan Tahirovic, Mujo Hebibovic: "MATLAB u teoriji automatskog upravljanja - praktikum za laboratorijske vježbe", ETF u Sarajevu 2002.godine.

4. Z. Vukic, Lj. Kuljaca: "Automatsko upravljanje - analiza linearnih sustava", Kigen, Zagreb 2005.godine.

5. Milic Stojic: Kontinualni sistemi automatskog upravljanja, Naucna knjiga Beograd.

6. Tugomir Šurina: Automatska regulacija, Školska knjiga Zagreb.

7. Thaler G.J.: Automatic Control Systems, West publishing company, St. Paul, New York, Los Angeles, San Francisco, 1989. godine.
Dopunska literatura
Didaktičke metode
Kurs se izvodi kroz tri vrste aktivnosti:
Direktna predavanja u auli. Predavanja su pracena izradom zadataka od strane nastavnika, s ciljem da studenti ovladaju instrumentima i metodama uvedenim tokom predavanja

Vježbe u laboratoriji. Studenti se u racunarskoj laboratoriji uvode u softversko okruženje Matlab/simulink i uz pomoc tutora rade primjere iz prethodno predenog nastavnog materijala. Studenti trebaju samostalno u racunarskoj laboratoriji da urade svoje zadatke primjenom softvera Matlab/simulink.

Tutorijal. Pod vodenjem tutora, studenti rješavaju druge zadatke ukljucujuci i zadatke s prethodnih ispitnih rokova. Ove aktivnosti organizirane su tako da se vec tokom izvodenja nastavnog programa kroz domace zadace i parcijalne ispite kontinuirano provjerava stupanj pripremljenosti studenta u ovladavanju znanjima i vještinama koje treba postici u okviru ovog kursa.
Način provjere znanja
Tokom trajanja kursa student prikuplja bodove prema slijedecem sistemu:

Prisustvo satima predavanja i tutorijala: 10 bodova, student koji više od tri puta izostane s predavanja i/ili tutorijala ne može ostvariti bodove po ovoj osnovi. Svim casovima laboratorijskih vježbi studenti su obavezni prisustvovati.

Izrada domacih zadaca i laboratorijske vejžbe: maksimalno 10 bodova; predvidena je izrada od 5 domacih zadaca ravnomjerno rasporedenih tokom semestra, koje nose do 5 bodova; 5 uspješno obavljenih laboratorijskih vježbi takode nose do 5 bodova.

Parcijalni ispiti: dva pismena parcijalna ispita, pri cemu svaki pozitivno ocijenjen parcijalni ispit donosi 20 bodova.

Parcijalni ispit traje 90 minuta i struktuiran je na slijedeci nacin:

Odgovori na jednostavna pitanja ciji je cilj provjeriti da li student vlada osnovnim teorijskim znanjima; student koji tacno odgovori na sva postavljena pitanja ostvaruje 5 bodova;

Rješavanje zadataka za koje je unaprijed dano više odgovora od kojih je jedan tacan; student koji tacno odgovori na sve postavljene zadatke ostvaruje 5 bodova.

Rješavanje jednog zadatka s otvorenim odgovorom; tacno uraden zadatak donosi 10 bodova.

Student koji je tokom trajanja semestra ostvario manje od 20 bodova ponovno upisuje ovaj kurs.
Student koji je tokom trajanja semestra ostvario 40 i više bodova pristupa usmenom završnom ispitu; ovaj ispit sastoji se iz diskusije zadatka s parcijalnih ispita, domacih zadaca i odgovora na pitanja koja se odnose na teme kursa.

Usmeni završni ispit donosi maksimalno 40 bodova. Da bi postigao pozitivnu završnu ocjenu, student na ovom ispitu mora ostvariti minimalno 20 bodova. Student koji ne ostvari ovaj minimum pristupa usmenom dijelu popravnog ispita.



Student koji je tokom trajanja semestra ostvario 20 i više bodova, a manje od 40 bodova, pristupa popravnom ispitu. Popravni ispit struktuiran je na slijedeci nacin:



Pismeni dio koji je struktuiran na isti nacin kao i pismeni parcijalni ispit; u okviru ovog ispita student polaže zadatke iz tema za koje nije postigao prolaznu ocjenu (10 i više bodova) polažuci parcijalne pismene ispite.

Usmeni dio koji je struktuiran na isti nacin kao usmeni dio završnog ispita.



Usmenom dijelu popravnog ispita može pristupiti student koji je nakon polaganja pismenog dijela popravnog ispita uspio ostvariti ukupan skor od 40 i više bodova; ovaj skor sastoji se od bodova ostvarenih kroz: prisustvo nastavi, izradu domacih zadaca, polaganje parcijalnih ispita i polaganje pismenog dijela popravnog ispita.



Usmeni popravni ispit donosi maksimalno 40 bodova. Da bi postigao pozitivnu završnu ocjenu student na ovom ispitu mora ostvariti minimalno 20 bodova. Student koji ne ostvari ovaj minimum ponovno upisuje ovaj kurs.
Napomene
Prilikom polaganja pismenog ispita, student može koristiti od strane nastavnika pripremljenu listu formula koje mogu biti od koristi prilikom rješavanja zadataka. Nije dozvoljeno korištenje drugih bilješki, knjiga, mobilnih telefona niti drugih elektronskih pomagala.

Zadaci koje student treba riješiti na ispitu su istog tipa kao oni što su rješavani tokom izvodenja predavanja i tutorijala.