Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (N2)

Sylabus przedmiotu Planowanie eksperymentu:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Planowanie eksperymentu
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Sterowania i Pomiarów
Nauczyciel odpowiedzialny Andrzej Czajkowski <Andrzej.Czajkowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Andrzej Czajkowski <Andrzej.Czajkowski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 1,0 ECTS (formy) 1,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
projektyP1 5 0,50,44zaliczenie
wykładyW1 15 0,50,56zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka w zakresie rozszerzonym.
W-2Fizyka w zakresie akademickim dla studiów technicznych.
W-3Metody numeryczne.
W-4Podstawy automatyki i modelowania matematycznego.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie istoty techniki eksperymentu.
C-2Rozszerzenie wiedzy z zakresu modelowania matematycznego.
C-3Rozszerzenie wiedzy z zakresu identyfikacji.
C-4Poznanie sposobów formułowania kryteriów dopasowania modelu do obiektu badanego.
C-5Rozszerzenie wiedzy z zakresu rozwiązywania układów równań warunkowych, w tym metodą Monte Carlo.
C-6Poznanie metod ograniczania liczby pomiarów w eksperymencie – poznanie podstawowych metod tworzenia planu eksperymentu.
C-7Wykonanie projektów eksperymentu identyfikacji wybranych obiektów.
C-8Doskonalenie umiejętności prezentacji uzyskanych wyników.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
projekty
T-P-1Projekt eksperymentu identyfikacji modelu charakterystyki termometrycznej czujnika rezystancyjnego.2
T-P-2Projekt eksperymentu identyfikacji parametrów obiektów inercyjnych.2
T-P-3Seminarium zaliczające.1
5
wykłady
T-W-1Obiekty badań i ich modelowanie. Wejściowe i wyjściowe wielkości obiektu. Dekompozycja obiektu o wielu wyjściach. Redukcja liczby wielkości wejściowych. Wielkości wpływające. Wielkości zakłócające.3
T-W-2Istota eksperymentu – identyfikacja modelu obiektu na podstawie pomiarów. Identyfikacja strukturalna. Modele naturalne i abstrakcyjne wielomianowe. Identyfikacja parametryczna – punkty pomiarowe i równania warunkowe.3
T-W-3Problemy rozwiązywania układów równań warunkowych. Układy nadmiarowe – matematycznie sprzeczne – rozwiązania kompromisowe. Kryteria kompromisu – kryteria dopasowania modelu do obiektu badanego.3
T-W-4Metody rozwiązywania matematycznie sprzecznych układów równań warunkowych. Metoda najmniejszych kwadratów i jej ograniczenia. Metoda Monte Carlo.3
T-W-5Plany eksperymentu: statyczne i dynamiczne, zdeterminowane (w tym polisekcyjne) i randomizowane, dwupoziomowe i wielopoziomowe, sympleksowe.3
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
projekty
A-P-1Przygotowanie do zajęć.2
A-P-2Uczestnictwo w zajęciach.5
A-P-3Wykonanie projektów.8
15
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
15

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład problemowy
M-2Ćwiczenia projektowe z wykorzystaniem komputera.
M-3Dyskusja

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena udziału w dyskusji.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena końcowa z zajęć projektowych na podstawie wykonanego projektu i wypowiedzi na seminarium zaliczającym.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zaliczenia pisemnego.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C07_W02
Student orientuje się w istocie techniki eksperymentu, w sposobie dekompozycji obiektu o wielu wyjściach, w naturalnych i abstrakcyjnych sposobach modelowania obiektów i sposobach formułowania równań warunkowych.
AR_2A_W10T2A_W04C-1, C-2, C-3, C-4, C-5, C-6T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5M-1S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C07_U02
Student umie wykonać dekompozycję obiektu o wielu wyjściach, zaproponować naturalny lub abstrakcyjny model wybranego obiektu fizyko-technicznego i sformułować równanie warunkowe.
AR_2A_U14T2A_U08, T2A_U09, T2A_U11C-7T-P-1, T-P-2, T-P-3M-2, M-3S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C07_K02
Ma umiejęność skutecznego rozwiązywania zagadnień inżynierskich i naukowo-technicznych na podstawie posiadanej wiedzy technicznej, fizyko-matematycznej i intuicji.
AR_2A_K02T2A_K02C-8M-2, M-3S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C07_W02
Student orientuje się w istocie techniki eksperymentu, w sposobie dekompozycji obiektu o wielu wyjściach, w naturalnych i abstrakcyjnych sposobach modelowania obiektów i sposobach formułowania równań warunkowych.
2,0
3,0Student orientuje się w istocie techniki eksperymentu, w sposobie dekompozycji obiektu o wielu wyjściach, w naturalnych i abstrakcyjnych sposobach modelowania obiektów i sposobach formułowania równań warunkowych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C07_U02
Student umie wykonać dekompozycję obiektu o wielu wyjściach, zaproponować naturalny lub abstrakcyjny model wybranego obiektu fizyko-technicznego i sformułować równanie warunkowe.
2,0
3,0Student umie wykonać dekompozycję obiektu o wielu wyjściach, zaproponować naturalny lub abstrakcyjny model wybranego obiektu fizyko-technicznego i sformułować równanie warunkowe.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C07_K02
Ma umiejęność skutecznego rozwiązywania zagadnień inżynierskich i naukowo-technicznych na podstawie posiadanej wiedzy technicznej, fizyko-matematycznej i intuicji.
2,0
3,0Student wykazuje niewielką inicjatywę podczas zajęć i ogranicza się jedynie do wykonania podstawowych zadań.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Draper, N. R., H. Smith, Analiza Regresji Stosowana, PWN, Warszawa, 1973
  2. Mańczak K., Technika Planowania Eksperymentu, WNT, Warszawa, 1976
  3. www.eti.pg.gda.pl/katedry/kmoe/dydaktyka/Metrologia/planowanie_eksperymentu.pdf

Literatura dodatkowa

  1. Atkinson, A. C., A. N. Done, Optimum Experimental Designs, Oxford Science Publications, Clarendon Press, Oxford
  2. Rafajłowicz, E., Algorytmy Planowania Eksperymentu z Implementacjami w Środowisku MATHEMATICA, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 1996

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Projekt eksperymentu identyfikacji modelu charakterystyki termometrycznej czujnika rezystancyjnego.2
T-P-2Projekt eksperymentu identyfikacji parametrów obiektów inercyjnych.2
T-P-3Seminarium zaliczające.1
5

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Obiekty badań i ich modelowanie. Wejściowe i wyjściowe wielkości obiektu. Dekompozycja obiektu o wielu wyjściach. Redukcja liczby wielkości wejściowych. Wielkości wpływające. Wielkości zakłócające.3
T-W-2Istota eksperymentu – identyfikacja modelu obiektu na podstawie pomiarów. Identyfikacja strukturalna. Modele naturalne i abstrakcyjne wielomianowe. Identyfikacja parametryczna – punkty pomiarowe i równania warunkowe.3
T-W-3Problemy rozwiązywania układów równań warunkowych. Układy nadmiarowe – matematycznie sprzeczne – rozwiązania kompromisowe. Kryteria kompromisu – kryteria dopasowania modelu do obiektu badanego.3
T-W-4Metody rozwiązywania matematycznie sprzecznych układów równań warunkowych. Metoda najmniejszych kwadratów i jej ograniczenia. Metoda Monte Carlo.3
T-W-5Plany eksperymentu: statyczne i dynamiczne, zdeterminowane (w tym polisekcyjne) i randomizowane, dwupoziomowe i wielopoziomowe, sympleksowe.3
15

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Przygotowanie do zajęć.2
A-P-2Uczestnictwo w zajęciach.5
A-P-3Wykonanie projektów.8
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C07_W02Student orientuje się w istocie techniki eksperymentu, w sposobie dekompozycji obiektu o wielu wyjściach, w naturalnych i abstrakcyjnych sposobach modelowania obiektów i sposobach formułowania równań warunkowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W10Zna zaawansowane metody identyfikacji właściwości regulacyjnych złożonych systemów technicznych oraz ich modelowania i symulacji z użyciem odpowiednich narzędzi informatycznych.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Poznanie istoty techniki eksperymentu.
C-2Rozszerzenie wiedzy z zakresu modelowania matematycznego.
C-3Rozszerzenie wiedzy z zakresu identyfikacji.
C-4Poznanie sposobów formułowania kryteriów dopasowania modelu do obiektu badanego.
C-5Rozszerzenie wiedzy z zakresu rozwiązywania układów równań warunkowych, w tym metodą Monte Carlo.
C-6Poznanie metod ograniczania liczby pomiarów w eksperymencie – poznanie podstawowych metod tworzenia planu eksperymentu.
Treści programoweT-W-1Obiekty badań i ich modelowanie. Wejściowe i wyjściowe wielkości obiektu. Dekompozycja obiektu o wielu wyjściach. Redukcja liczby wielkości wejściowych. Wielkości wpływające. Wielkości zakłócające.
T-W-2Istota eksperymentu – identyfikacja modelu obiektu na podstawie pomiarów. Identyfikacja strukturalna. Modele naturalne i abstrakcyjne wielomianowe. Identyfikacja parametryczna – punkty pomiarowe i równania warunkowe.
T-W-3Problemy rozwiązywania układów równań warunkowych. Układy nadmiarowe – matematycznie sprzeczne – rozwiązania kompromisowe. Kryteria kompromisu – kryteria dopasowania modelu do obiektu badanego.
T-W-4Metody rozwiązywania matematycznie sprzecznych układów równań warunkowych. Metoda najmniejszych kwadratów i jej ograniczenia. Metoda Monte Carlo.
T-W-5Plany eksperymentu: statyczne i dynamiczne, zdeterminowane (w tym polisekcyjne) i randomizowane, dwupoziomowe i wielopoziomowe, sympleksowe.
Metody nauczaniaM-1Wykład problemowy
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zaliczenia pisemnego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student orientuje się w istocie techniki eksperymentu, w sposobie dekompozycji obiektu o wielu wyjściach, w naturalnych i abstrakcyjnych sposobach modelowania obiektów i sposobach formułowania równań warunkowych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C07_U02Student umie wykonać dekompozycję obiektu o wielu wyjściach, zaproponować naturalny lub abstrakcyjny model wybranego obiektu fizyko-technicznego i sformułować równanie warunkowe.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U14Potrafi identyfikować i modelować złożone systemy techniczne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U11potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
Cel przedmiotuC-7Wykonanie projektów eksperymentu identyfikacji wybranych obiektów.
Treści programoweT-P-1Projekt eksperymentu identyfikacji modelu charakterystyki termometrycznej czujnika rezystancyjnego.
T-P-2Projekt eksperymentu identyfikacji parametrów obiektów inercyjnych.
T-P-3Seminarium zaliczające.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia projektowe z wykorzystaniem komputera.
M-3Dyskusja
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena udziału w dyskusji.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena końcowa z zajęć projektowych na podstawie wykonanego projektu i wypowiedzi na seminarium zaliczającym.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie wykonać dekompozycję obiektu o wielu wyjściach, zaproponować naturalny lub abstrakcyjny model wybranego obiektu fizyko-technicznego i sformułować równanie warunkowe.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C07_K02Ma umiejęność skutecznego rozwiązywania zagadnień inżynierskich i naukowo-technicznych na podstawie posiadanej wiedzy technicznej, fizyko-matematycznej i intuicji.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_K02Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzji
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_K02ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje
Cel przedmiotuC-8Doskonalenie umiejętności prezentacji uzyskanych wyników.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia projektowe z wykorzystaniem komputera.
M-3Dyskusja
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena udziału w dyskusji.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student wykazuje niewielką inicjatywę podczas zajęć i ogranicza się jedynie do wykonania podstawowych zadań.
3,5
4,0
4,5
5,0