Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (N2)

Sylabus przedmiotu Sterowanie ruchem obiektów pływających:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister
Obszary studiów nauk technicznych
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Sterowanie ruchem obiektów pływających
Specjalność Sterowanie w układach robotycznych
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Stanisław Bańka <Stanislaw.Banka@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW3 15 1,00,62zaliczenie
laboratoriaL3 10 2,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wcześniejsze przyswojenie wiedzy z kursów: Teoria sterowania, Wielowymiarowe systemy sterowania, Identyfikacja i dynamika procesów.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie zadań i sposobów sterowania pływającymi jednostkami morskimi, w ruchu po trajektorii oraz podczas stabilizacji położenia jednostki względem punktu odniesienia na dnie morza (DSP).
C-2Poznanie zasad tworzenia matematycznych modeli ruchów jednostki pływającej w wielu stopniach swobody ruchu oraz modeli uproszczonych opisujących ruchy jednostek morskich w 1DOF, 2DOF i 3DOF, stosowanych w zagadnieniach automatycznej regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości postępowej statku, stabilizacji pozycji i kursu statku wiertniczego (platformy) nad punktem wiercenia na dnie morza.
C-3Poznanie ważniejszych podsystemów i zadań przez nie realizowanych w strukturach systemów sterowania pływającymi jednostkami morskimi.
C-4Poznanie sposobów sterowania kursem i prędkością statku oraz kursem i pozycją jednostek pływających w układach automatycznego i manualnego sterowania wspomaganego komputerowo oraz metod projektowania takich układów z użyciem techniki symulacyjnej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wybór i implementacja modelu statku wraz z modelem zakłóceń morskich (prąd, wiatr, falowanie) z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.2
T-L-2Linearyzacja modelu ruchów statku dla zadanych pozycji (reżymów) pracy statku.2
T-L-3Dobór macierzy wagowych w kryterium sterowania optymalnego LQR/LQG (przy dostępnym wektorze stanu obiektu) oraz wyznaczenie biegunów zamkniętego układu sterowania z doborem wartości biegunów obserwatora Luenbegera pełnego rzędu.2
T-L-4Badania układu regulacji położenia i kursu statku za pomocą modalnego regulatora MIMO zaprojektowanego dla wybranych punktów pracy (pozycji i kąta kursowego).2
T-L-5Badania układu sterowanie położeniem i kursem statku w pętli otwartej ze statycznym odsprzęgnięciem układu.2
10
wykłady
T-W-1Wprowadzenie, omówienie sposobów i zadań sterowania ruchem jednostek pływających, w tym: automatyczna regulacja kursu statku w ruchu prostoliniowym, stabilizacja kursu i prędkości postępowej statku oraz sterowanie wzdłuż trajektorii wg punktów geograficznych. Sterowanie położeniem statku względem punktu odniesienia DSP (Dynamic Ship Positioning). Przegląd struktur systemów sterowania: systemy pomiarowe, systemy napędowe, ważniejsze podsystemy układu sterowania (obliczanie pozycji statku, rozdział sił naporu na pędniki). Synteza optymalnego LQR/LQG regulatora wielowymiarowowego, projektowanie układów z regulatorami autonomicznymi PID, adaptacyjne regulatory modalne i wieloregulatorowe (przełączalne) struktury regulatorów modalnych.5
T-W-2Matematyczne modele ruchów statku: układy odniesienia w opisach położenia i orientacji bryły statku, zasady tworzenia matematycznych modeli statku, badania basenowe. Ruch ogólny statku w 6 stopniach swobody ruchu (6 DOF) oraz ruchy w 3 DOF i 1 DOF, modelowanie zakłóceń środowiskowych. Liniowe modele matematyczne statku: Nomoto II, Becha, Van Leeuvena. Nieliniowy model ruchów wolnozmiennych statku wiertniczego "Wimpey Sealab" w 3 DOF.5
T-W-3Synteza adaptacyjnego układu sterowania położeniem statku wiertniczego nad punktem wiercenia na podstawie zlinearyzowanego modelu ruchów wolnozmiennych statku w 3 DOF z zastosowaniem wielowymiarowych regulatorów modalnych budowanych z użyciem obserwatora Luenbergera pełnego rzędu lub filtru Kalmana.5
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych10
A-L-2Studia literaturowe35
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych15
60
wykłady
A-W-1Udział w zajęciach15
A-W-2Studia literaturowe10
A-W-3Przygotowanie się do zaliczenia5
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne z zastosowaniem projektowania i techniki symulacji komputerowych

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Oceny wystawiane na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie z oceną wystawiona na podstawie testu pisemnego i rozmowy ze studentem.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C24_W01
Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do: - opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów, - rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki, - optymalizacji układów automatycznego sterowania. W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających.
AR_2A_W04, AR_2A_W03T2A_W03, T2A_W04C-1, C-2, C-3, C-4T-W-1, T-L-1, T-L-2, T-W-2, T-W-3, T-L-3, T-L-4, T-L-5M-1, M-2, M-3S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C24_U01
Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi układami dynamicznymi, wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne. W szczególności: potrafi przedstawić jednostkę pływającą (statek, platformę wiertniczą) jako obiekt sterowania z odpowiednio dobranymi układami odniesienia i scharakteryzować dane zadania sterowania ruchem statku jako problem automatycznej regulacji. Potrafi zbudować model symulacyjny statku z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
AR_2A_U03T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11C-3, C-4T-L-1, T-L-2, T-W-3, T-L-3, T-L-4M-3S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C24_W01
Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do: - opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów, - rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki, - optymalizacji układów automatycznego sterowania. W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających.
2,0
3,0Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do: - opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów, - rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki, - optymalizacji układów automatycznego sterowania. W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C24_U01
Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi układami dynamicznymi, wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne. W szczególności: potrafi przedstawić jednostkę pływającą (statek, platformę wiertniczą) jako obiekt sterowania z odpowiednio dobranymi układami odniesienia i scharakteryzować dane zadania sterowania ruchem statku jako problem automatycznej regulacji. Potrafi zbudować model symulacyjny statku z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
2,0
3,0Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi układami dynamicznymi, wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne. W szczególności: potrafi przedstawić jednostkę pływającą (statek, platformę wiertniczą) jako obiekt sterowania z odpowiednio dobranymi układami odniesienia i scharakteryzować dane zadania sterowania ruchem statku jako problem automatycznej regulacji. Potrafi zbudować model symulacyjny statku z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Jarosz A., Okrętowe baseny modelowe, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk, 1977
  2. Gierusz W., Synteza wielowymiarowych układów sterowania precyzyjnego ruchem statku z wykorzystaniem wybranych metod projektowania układów odpowrnych, Wydawnictwo Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia, 2005
  3. Witkowska A., Zastosowanie metody backstepping do sterowania kursem statku, Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2010, Praca doktorska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych Polit. Warszawskiej
  4. Bańka S., Dworak P., Brasel M., O sterowaniu nieliniowymi obiektami dynamicznymi MIMO w przełączalnej strukturze liniowych regulatorów modalnych., Miesięcznik: Pomiary Automatyka Kontrola, Nr 5/2010, str. 385-391, Gliwice, 2010
  5. Bańka S., Dworak P., Analiza i synteza dynamicznych układów MIMO w ujęciu wielomianowym., Wydawnictwo Uczelniane ZUT w Szczecinie, Szczecin, 2012

Literatura dodatkowa

  1. Lisowski J., Statek jako obiekt sterowania automatycznego, Wydawnictwo Morskie, Gdańsk, 1981
  2. Wise D., English J., Tank and wind tunnel tests for a drill-ship with dynamic position control, Offshore Technolgy Conference, OTC 2345, pp. 103-118, Dallas Texas, 1975

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wybór i implementacja modelu statku wraz z modelem zakłóceń morskich (prąd, wiatr, falowanie) z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.2
T-L-2Linearyzacja modelu ruchów statku dla zadanych pozycji (reżymów) pracy statku.2
T-L-3Dobór macierzy wagowych w kryterium sterowania optymalnego LQR/LQG (przy dostępnym wektorze stanu obiektu) oraz wyznaczenie biegunów zamkniętego układu sterowania z doborem wartości biegunów obserwatora Luenbegera pełnego rzędu.2
T-L-4Badania układu regulacji położenia i kursu statku za pomocą modalnego regulatora MIMO zaprojektowanego dla wybranych punktów pracy (pozycji i kąta kursowego).2
T-L-5Badania układu sterowanie położeniem i kursem statku w pętli otwartej ze statycznym odsprzęgnięciem układu.2
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie, omówienie sposobów i zadań sterowania ruchem jednostek pływających, w tym: automatyczna regulacja kursu statku w ruchu prostoliniowym, stabilizacja kursu i prędkości postępowej statku oraz sterowanie wzdłuż trajektorii wg punktów geograficznych. Sterowanie położeniem statku względem punktu odniesienia DSP (Dynamic Ship Positioning). Przegląd struktur systemów sterowania: systemy pomiarowe, systemy napędowe, ważniejsze podsystemy układu sterowania (obliczanie pozycji statku, rozdział sił naporu na pędniki). Synteza optymalnego LQR/LQG regulatora wielowymiarowowego, projektowanie układów z regulatorami autonomicznymi PID, adaptacyjne regulatory modalne i wieloregulatorowe (przełączalne) struktury regulatorów modalnych.5
T-W-2Matematyczne modele ruchów statku: układy odniesienia w opisach położenia i orientacji bryły statku, zasady tworzenia matematycznych modeli statku, badania basenowe. Ruch ogólny statku w 6 stopniach swobody ruchu (6 DOF) oraz ruchy w 3 DOF i 1 DOF, modelowanie zakłóceń środowiskowych. Liniowe modele matematyczne statku: Nomoto II, Becha, Van Leeuvena. Nieliniowy model ruchów wolnozmiennych statku wiertniczego "Wimpey Sealab" w 3 DOF.5
T-W-3Synteza adaptacyjnego układu sterowania położeniem statku wiertniczego nad punktem wiercenia na podstawie zlinearyzowanego modelu ruchów wolnozmiennych statku w 3 DOF z zastosowaniem wielowymiarowych regulatorów modalnych budowanych z użyciem obserwatora Luenbergera pełnego rzędu lub filtru Kalmana.5
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Udział w zajęciach laboratoryjnych10
A-L-2Studia literaturowe35
A-L-3Przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych15
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Udział w zajęciach15
A-W-2Studia literaturowe10
A-W-3Przygotowanie się do zaliczenia5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C24_W01Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do: - opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów, - rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki, - optymalizacji układów automatycznego sterowania. W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W04Ma poszerzoną i podbudowaną teoretycznie wiedzę o sterowaniu procesami w ujęciu dyskretnym oraz hybrydowym.
AR_2A_W03Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z teorii sterowania i systemów.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Poznanie zadań i sposobów sterowania pływającymi jednostkami morskimi, w ruchu po trajektorii oraz podczas stabilizacji położenia jednostki względem punktu odniesienia na dnie morza (DSP).
C-2Poznanie zasad tworzenia matematycznych modeli ruchów jednostki pływającej w wielu stopniach swobody ruchu oraz modeli uproszczonych opisujących ruchy jednostek morskich w 1DOF, 2DOF i 3DOF, stosowanych w zagadnieniach automatycznej regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości postępowej statku, stabilizacji pozycji i kursu statku wiertniczego (platformy) nad punktem wiercenia na dnie morza.
C-3Poznanie ważniejszych podsystemów i zadań przez nie realizowanych w strukturach systemów sterowania pływającymi jednostkami morskimi.
C-4Poznanie sposobów sterowania kursem i prędkością statku oraz kursem i pozycją jednostek pływających w układach automatycznego i manualnego sterowania wspomaganego komputerowo oraz metod projektowania takich układów z użyciem techniki symulacyjnej.
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie, omówienie sposobów i zadań sterowania ruchem jednostek pływających, w tym: automatyczna regulacja kursu statku w ruchu prostoliniowym, stabilizacja kursu i prędkości postępowej statku oraz sterowanie wzdłuż trajektorii wg punktów geograficznych. Sterowanie położeniem statku względem punktu odniesienia DSP (Dynamic Ship Positioning). Przegląd struktur systemów sterowania: systemy pomiarowe, systemy napędowe, ważniejsze podsystemy układu sterowania (obliczanie pozycji statku, rozdział sił naporu na pędniki). Synteza optymalnego LQR/LQG regulatora wielowymiarowowego, projektowanie układów z regulatorami autonomicznymi PID, adaptacyjne regulatory modalne i wieloregulatorowe (przełączalne) struktury regulatorów modalnych.
T-L-1Wybór i implementacja modelu statku wraz z modelem zakłóceń morskich (prąd, wiatr, falowanie) z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
T-L-2Linearyzacja modelu ruchów statku dla zadanych pozycji (reżymów) pracy statku.
T-W-2Matematyczne modele ruchów statku: układy odniesienia w opisach położenia i orientacji bryły statku, zasady tworzenia matematycznych modeli statku, badania basenowe. Ruch ogólny statku w 6 stopniach swobody ruchu (6 DOF) oraz ruchy w 3 DOF i 1 DOF, modelowanie zakłóceń środowiskowych. Liniowe modele matematyczne statku: Nomoto II, Becha, Van Leeuvena. Nieliniowy model ruchów wolnozmiennych statku wiertniczego "Wimpey Sealab" w 3 DOF.
T-W-3Synteza adaptacyjnego układu sterowania położeniem statku wiertniczego nad punktem wiercenia na podstawie zlinearyzowanego modelu ruchów wolnozmiennych statku w 3 DOF z zastosowaniem wielowymiarowych regulatorów modalnych budowanych z użyciem obserwatora Luenbergera pełnego rzędu lub filtru Kalmana.
T-L-3Dobór macierzy wagowych w kryterium sterowania optymalnego LQR/LQG (przy dostępnym wektorze stanu obiektu) oraz wyznaczenie biegunów zamkniętego układu sterowania z doborem wartości biegunów obserwatora Luenbegera pełnego rzędu.
T-L-4Badania układu regulacji położenia i kursu statku za pomocą modalnego regulatora MIMO zaprojektowanego dla wybranych punktów pracy (pozycji i kąta kursowego).
T-L-5Badania układu sterowanie położeniem i kursem statku w pętli otwartej ze statycznym odsprzęgnięciem układu.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne z zastosowaniem projektowania i techniki symulacji komputerowych
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Oceny wystawiane na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie z oceną wystawiona na podstawie testu pisemnego i rozmowy ze studentem.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do: - opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów, - rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki, - optymalizacji układów automatycznego sterowania. W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C24_U01Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi układami dynamicznymi, wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne. W szczególności: potrafi przedstawić jednostkę pływającą (statek, platformę wiertniczą) jako obiekt sterowania z odpowiednio dobranymi układami odniesienia i scharakteryzować dane zadania sterowania ruchem statku jako problem automatycznej regulacji. Potrafi zbudować model symulacyjny statku z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U03Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U10potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - integrować wiedzę z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne
T2A_U11potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
Cel przedmiotuC-3Poznanie ważniejszych podsystemów i zadań przez nie realizowanych w strukturach systemów sterowania pływającymi jednostkami morskimi.
C-4Poznanie sposobów sterowania kursem i prędkością statku oraz kursem i pozycją jednostek pływających w układach automatycznego i manualnego sterowania wspomaganego komputerowo oraz metod projektowania takich układów z użyciem techniki symulacyjnej.
Treści programoweT-L-1Wybór i implementacja modelu statku wraz z modelem zakłóceń morskich (prąd, wiatr, falowanie) z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
T-L-2Linearyzacja modelu ruchów statku dla zadanych pozycji (reżymów) pracy statku.
T-W-3Synteza adaptacyjnego układu sterowania położeniem statku wiertniczego nad punktem wiercenia na podstawie zlinearyzowanego modelu ruchów wolnozmiennych statku w 3 DOF z zastosowaniem wielowymiarowych regulatorów modalnych budowanych z użyciem obserwatora Luenbergera pełnego rzędu lub filtru Kalmana.
T-L-3Dobór macierzy wagowych w kryterium sterowania optymalnego LQR/LQG (przy dostępnym wektorze stanu obiektu) oraz wyznaczenie biegunów zamkniętego układu sterowania z doborem wartości biegunów obserwatora Luenbegera pełnego rzędu.
T-L-4Badania układu regulacji położenia i kursu statku za pomocą modalnego regulatora MIMO zaprojektowanego dla wybranych punktów pracy (pozycji i kąta kursowego).
Metody nauczaniaM-3Ćwiczenia laboratoryjne z zastosowaniem projektowania i techniki symulacji komputerowych
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Oceny wystawiane na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi układami dynamicznymi, wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne. W szczególności: potrafi przedstawić jednostkę pływającą (statek, platformę wiertniczą) jako obiekt sterowania z odpowiednio dobranymi układami odniesienia i scharakteryzować dane zadania sterowania ruchem statku jako problem automatycznej regulacji. Potrafi zbudować model symulacyjny statku z użyciem pakietu MATLAB/Simulink.
3,5
4,0
4,5
5,0