Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S1)
Sylabus przedmiotu Teoria sterowania:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Teoria sterowania | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Sterowania i Pomiarów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Zbigniew Emirsajłow <Zbigniew.Emirsajlow@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 3 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaliczone moduły Matematyka, Fizyka, Metody matematyczne w elektrotechnice, Podstawy automatyki |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z typowymi modelami matematycznymi układów dynamicznych wykorzystywanymi w układach sterowania |
| C-2 | Nauczenie studentów formułowania typowych zadań sterowania |
| C-3 | Nauczenie studentów posługiwania się podstawowymi metodami rozwiązywania zadań syntezy ukladów sterowania |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zapoznanie się z Control System Toolbox środowiska obliczeniowego Matlab/Simulink | 2 |
| T-L-2 | Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem ciągłym | 2 |
| T-L-3 | Badanie stabilności układu dynamicznego | 2 |
| T-L-4 | Badanie charakterystyk czasowych podstawowych członów dynamicznych | 2 |
| T-L-5 | Odcinkowe i całkowe kryteria jakości układu sterowania | 2 |
| T-L-6 | Dobór nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych | 2 |
| T-L-7 | Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych | 2 |
| T-L-8 | Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową | 2 |
| T-L-9 | Przesuwanie biegunów układu sterowania za pomocą sprzężenia zwrotnego od stanu | 2 |
| T-L-10 | Synteza układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem | 2 |
| T-L-11 | Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem dyskretnym | 2 |
| T-L-12 | Badanie właściwości cyfrowego układu sterowania | 2 |
| T-L-13 | Synteza cyfrowego układu sterowania | 4 |
| T-L-14 | Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Pojęcia podstawowe (układ dynamiczny, sterowanie, układ sterowania, obiekt sterowania, regulator, sprzężenie zwrotne, przykłady, zadanie syntezy ukladu sterowania) | 2 |
| T-W-2 | Modele matematyczne ukladu dynamicznego (podstawowe równanie różniczkowe, odpowiedź swobodna i wymuszona, transmitancja operatorowa, zera i bieguny, model w przestrzeni stanu, macierz fundamentalna, rozwiązanie równania stanu) | 3 |
| T-W-3 | Podstawowe człony dynamiczne (charakterystyka impulsowa i skokowa, element proporcjonalny, całkujący, inercyjny I rzędu, różniczkujący idealny i rzeczywisty, całkujący z inercją, inercyjny II rzędu, oscylacyjny, opóźniający) | 2 |
| T-W-4 | Stabilność układu dynamicznego (ogólne pojęcie stabilności, stabilność w sensie wejściowo-wyjściowym, kryterium Hurwitza, stan przejściowy i ustalony) | 2 |
| T-W-5 | Układ sterowania z jednostkowym sprzężeniem zwrotnym (zadanie syntezy układu sterowania, wymagania w stanie ustalonym, wymagania w stanie przejściowym) | 2 |
| T-W-6 | Podstawy metody linii pierwiastkowych (obszar pożądanego położenia biegunów, wykres linii pierwiastkowej, dobór regulatora typu P) | 3 |
| T-W-7 | Podstawy metody częstotliwościowej syntezy układu sterowania (transmitancja widmowa, charakterystyki logarytmiczne modułu i fazy, wymagania w dziedzinie częstotliwości) | 3 |
| T-W-8 | Podstawy metody przestrzeni stanu syntezy układu sterowania (równoważność modeli, realizacje kanoniczne, sprzężenie zwrotne od stanu i lokowanie biegunów, obserwator) | 5 |
| T-W-9 | Analiza sygnałów i układów zdyskretnym czasem (próbkowanie i ekstrapolacja sygnałów, równanie różnicowe, podstawy przekształcenia Z, dyskretna transmitancja operatorowa, zastępcza dyskretna transmitancja układu ciągłego, stabilność wejściowo-wyjściowa układu dyskretnego) | 4 |
| T-W-10 | Cyfrowy układ sterowania (cyfrowy układ sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, cyfrowy regulator PID, dyskretny model w przestrzeni stanu, sprzężenie zwrotne od stanu i przesuwanie biegunów, sterowanie typu "dead-beat") | 2 |
| T-W-11 | Zaliczenie wykładów | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych | 18 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia laboratorium | 12 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Studiowanie literatury | 15 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 15 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne na stanowiskach |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Krótki sprawdzian pisemny przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-01_W01 Student posiada wiedzę obejmującą podstawowe metody opisu, analizy i syntezy liniowych, jednowymiarowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym. | EL_1A_W24 | T1A_W02 | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-10, T-W-9, T-W-4, T-W-11 | M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-01_U01 Student umie stworzyć typowy model matematyczny jednowymiarowego obiektu sterowania, sformułować dla niego typowe zadanie sterowanie i zaprojektować układ sterowania posługując sie podstawowymi metodami. | EL_1A_U22 | T1A_U09, T1A_U10 | InzA_U02, InzA_U03 | C-1, C-2, C-3 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14 | M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-01_W01 Student posiada wiedzę obejmującą podstawowe metody opisu, analizy i syntezy liniowych, jednowymiarowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym. | 2,0 | |
| 3,0 | Student posiada wiedzę obejmującą podstawowe metody opisu, analizy i syntezy liniowych, jednowymiarowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_O03-G01-01_U01 Student umie stworzyć typowy model matematyczny jednowymiarowego obiektu sterowania, sformułować dla niego typowe zadanie sterowanie i zaprojektować układ sterowania posługując sie podstawowymi metodami. | 2,0 | |
| 3,0 | Student umie stworzyć typowy model matematyczny jednowymiarowego obiektu sterowania, sformułować dla niego typowe zadanie sterowanie i zaprojektować układ sterowania posługując sie podstawowymi metodami. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Emirsajłow Z., Teoria układów sterowania, Skrypt Politechniki Szczecińskiej, Seria Tempus, Szczecin, 2000
- Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski R., Łopatka W., Podstawy teorii sterowania, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2005
Literatura dodatkowa
- Dorf R. C., Bishop R. H., Modern control systems, Addison-Wesley Publishing Company, New York, 1995
- Ogata K., Modern control engineering, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2010
- Phillips C. L., Nagle H. T., Digital control systems analysis and design, Prentice Hall International, Englewoods Cliffs, 1995