Poslovno-tehniška fakulteta

Osnove avtomatskega vodenja

Predmet se izvaja v programu:
Študijski program prve stopnje Gospodarski inženiring

Cilji in kompetence

Osnovni cilj predmeta je naučiti študente temeljev računalniškega vodenja in avtomatizacije tehničnih sistemov in procesov.

Študenti pridobijo naslednje kompetence:

- osnovni principi vodenja ter splošni pristopi k načrtovanju in izgradnji sistemov,

- obravnava sistema za vodenje kot izdelka (s stališča ključnih atributov kot so npr. namen, funkcija, mehanizmi in struktura), pogled na sisteme vodenja skozi življenjski cikel in obravnava netehniških vidikov uvajanja sistemov za vodenje

- poznavanje osnovnih metod, orodij in gradnikov, ki jih potrebujemo, da lahko gradimo sisteme vodenja kot so: matematično modeliranje in simulacija, različne metode za načrtovanje in izvedbo funkcij regulacije in krmiljenja, računalniško podprto načrtovanje vodenja ter senzorjev, aktuatorjev, krmilnikov, regulatorjev in programske opreme za vodenje in nadzor.

Pogoji za vključitev v delo oz.
za opravljanje študijskih obveznosti

Za uspešno osvajanje snovi je potrebno predhodno znanje, ki ga študentje pridobijo pri predmetih: Tehniška matematika, Tehniška fizika, Osnove informacijskih in komunikacijskih tehnologij in Elektrotehnika.

Vsebina

1. Uvod v sistemsko teorijo

2. Sistemi za vodenje (namen, funkcije)

3. Uvod v tehnologijo sistemov vodenja

4. Sekvenčno vodenje

5. Višji nivoji vodenja

6. Modeliranje in analiza sistemov vodenja

7. Načrtovanie regulacijskih sistemov vodenja

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:

Študentje se najprej seznanijo z osnovnimi principi vodenja ter splošnimi pristopi k načrtovanju in izgradnji sistemov. Sledi obravnava sistema za vodenje kot izdelka (s stališča ključnih atributov kot so npr. namen, funkcija, mehanizmi in struktura), pogled na sisteme vodenja skozi življenjski cikel in obravnava netehniških vidikov uvajanja sistemov za vodenje. Osrednji del je posvečen osvojitvi osnovnih metod, orodij in gradnikov, ki jih potrebujemo, da lahko gradimo sisteme vodenja. V tem okviru je dan poudarek matematičnemu modeliranju in simulaciji, različnim metodam za načrtovanje in izvedbo funkcij regulacije in krmiljenja, računalniško podprtemu načrtovanju vodenja ter senzorjem, aktuatorjem, krmilnikom, regulatorjem in programski opremi za vodenje in nadzor.

Temeljna literatura in viri

  • J. Kocijan, S. Strmčnik (2016): Osnove avtomatskega vodenja, Založba Univerze v Novi Gorici, Nova Gorica.
  • Več avtorjev (1998): Celostni pristop k računalniškemu vodenju procesov, urednik S.

Strmčnik, Založba Fakultete za elektrotehniko, Ljubljana.

  • J. Kocijan (1996): Načrtovanje vodenja dinamičnih sistemov, Zbirka nalog, Založba FE in FRI, Ljubljana.
  • J. Kocijan (2012): Uvod v avtomatsko vodenje, spletni učbenik, Nova Gorica.

http://dsc.ijs.si/OAV/Spletni%20ucbenik.htm

  • B. Zupančič (2011): Avtomatsko vodenje sistemov, Založba FE in FRI, Ljubljana.

Načini ocenjevanja

  • S pisnim delom izpita se ocenjujejo praktična in računska znanja osnovnih principov analize in načrtovanja vodenja • Z ustnim delom izpita pa se preverjajo teoretična znanja principov vodenja ter splošnih pristopi k načrtovanju in izgradnji sistemov, obravnave sistema za vodenje kot izdelka, pogled na sisteme vodenja skozi življenjski cikel, obravnave netehniških vidikov uvajanja sistemov za vodenje in poznavanje osnovnih metod, orodij in gradnikov za avtomatsko vodenje.50/50

Reference nosilca

Prof. dr. Juš Kocijan je raziskovalec na Odseku za sisteme in vodenje na Institutu Jožef Stefan in redni profesor za elektrotehniko na Poslovno-tehniški fakulteti Univerze v Novi Gorici. Poleg raziskav in pedagoškega dela je bil aktiven tudi kot nosilec domačih in mednarodnih projektov, urednik in član uredniških odborov znanstvenih revij, član tehniškega komiteja IFAC za računsko inteligenco v avtomatskem vodenju. Prof. Kocijan je starejši član društva IEEE in IEEE Control Systems Society, član Slovenskega društva za simulacijo in modeliranje SLOSIM in član Društva avtomatikov Slovenije. Njegovo raziskovalno področje zajema modeliranje dinamičnih sistemov z modeli na podlagi Gaussovih procesov, načrtovanje vodenja z modeli na podlagi Gaussovih procesov, večmodelni pristop k modeliranju in načrtovanju vodenja, uporabe nelinearnega vodenja, analiza in načrtovanje multivariabilnih sistemov po metodi glavnih poti.

Izbrane objave

KOCIJAN, Juš. Modelling and control of dynamic systems using Gaussian process models, (Advances in industrial control). Cham [etc.]: Springer, cop. 2016. XVI, 267 str., graf. prikazi. ISBN 978-3-319-21020-9, doi: 10.1007/978-3-319-21021-6. [COBISS.SI-ID 29101607]

KARBA, Rihard, KARER, Gorazd, KOCIJAN, Juš, BAJD, Tadej, ŽAGAR KARER, Mojca, ŽAGAR KARER, Mojca (urednik), FAJFAR, Tanja (urednik). Terminološki slovar avtomatike, (Zbirka Slovarji). Ljubljana: Založba ZRC, 2014. 136 str. ISBN 978-961-254-719-6. [COBISS.SI-ID 275900160]

KOCIJAN, Juš, GRADIŠAR, Dejan, BOŽNAR, Marija, GRAŠIČ, Boštjan, MLAKAR, Primož. On-line algorithm for ground-level ozone prediction with a mobile station. Atmospheric environment, ISSN 1352-2310. [Print ed.], 2016, vol. 131, str. 326-333, doi: 10.1016/j.atmosenv.2016.02.012. [COBISS.SI-ID 29306919]

ALEKSOVSKI, Darko, KOCIJAN, Juš, DŽEROSKI, Sašo. Ensembles of fuzzy linear model trees for the identification of multi-output systems. IEEE transactions on fuzzy systems, ISSN 1063-6706. [Print ed.], 2016, vol. 24, no. 4, str. 916-929, doi: 10.1109/TFUZZ.2015.2489234. [COBISS.SI-ID 28967207]

KOCIJAN, Juš, HANČIČ, Marko, PETELIN, Dejan, BOŽNAR, Marija, MLAKAR, Primož. Regressor selection for ozone prediction. Simulation modelling practice and theory, ISSN 1569-190X, maj 2015, vol. 54, str. 101-115, doi: 10.1016/j.simpat.2015.03.004. [COBISS.SI-ID 28481319]

KOCIJAN, Juš, HVALA, Nadja. Sequencing batch-reactor control using Gaussian-process models. Bioresource technology, ISSN 0960-8524. [Print ed.], jun. 2013, vol. 137, str. 340-348, doi: 10.1016/j.biortech.2013.03.138. [COBISS.SI-ID 26698535]

PETELIN, Dejan, GRANCHAROVA, Alexandra, KOCIJAN, Juš. Evolving Gaussian process models for prediction of ozone concentration in the air. Simulation modelling practice and theory, 2013, vol. 33, str. 68-80, doi: 10.1016/j.simpat.2012.04.005. [COBISS.SI-ID 26629159]

JUŽNIČ-ZONTA, Živko, KOCIJAN, Juš, FLOTATS, Xavier, VREČKO, Darko. Multi-criteria analyses of wastewater treatment bio-processes under an uncertainty and a multiplicity of steady states. Water res. (Oxford). [Print Ed.], 2012, vol. 46, no. 18, str. 6121-6131, doi: 10.1016/j.watres.2012.08.035. [COBISS.SI-ID 26152231]

GRANCHAROVA, Alexandra, KOCIJAN, Juš, JOHANSEN, Tor Arne. Explicit output-feedback nonlinear predictive control based on black-box models. Eng. appl. artif. intell.. [Print ed.], 2011, vol. 24, no. 2, str. 388-397. [COBISS.SI-ID 24397351]

MAN, Kristjan, KOCIJAN, Juš. Dynamical systems identification using Gaussian process models with incorporated local models. Eng. appl. artif. intell.. [Print ed.], 2011, vol. 24, no. 2, str. 398-408. [COBISS.SI-ID 24397095]

Univerzitetna koda predmeta: 1GI011

Letnik: 2

Nosilec predmeta:

Predavatelj:

ECTS: 10

Obseg:

  • Predavanja: 75 ur
  • Vaje: 45 ur
  • Samostojno delo: 130 ur

Vrsta predmeta: obvezni

Jeziki: slovenski

Metode poučevanja in učenja:
• predavanja • avditorne vaje z računskimi nalogami s področja analize in načrtovanja sistemov vodenja. • vaje na programski opremi za računalniško simulacijo dinamičnih sistemov. • predstavitve delovanja sistemov avtomatskega vodenja na modelnih napravah. • individualno reševanje računskih nalog doma in predstavitev dobljenih rešitev ostalim študentom.