Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechanika i budowa maszyn (S2)

Sylabus przedmiotu Doświadczalna identyfikacja własności układów mechatronicznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechanika i budowa maszyn
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Doświadczalna identyfikacja własności układów mechatronicznych
Specjalność urządzenia mechatroniczne
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl>, Paweł Dunaj <Pawel-Dunaj@zut.edu.pl>, Arkadiusz Parus <Arkadiusz.Parus@zut.edu.pl>, Piotr Pawełko <Piotr.Pawelko@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL1 45 2,40,38zaliczenie
wykładyW1 30 1,60,62zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wymaga się aby student posiadał wiedzę z podstaw automatyki. Powinien sprawnie posługiwać się narzędziami rachunku macierzowego oraz całkowego oraz mieć zaliczony kurs statystyki matematycznej.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem kształcenia jest zapoznanie studenta z zaawansowanymi technikami identyfikacji własciwości obiektów. Szczególny nacisk kładziony jest przy tym na umiejętność wychwycenia analogii pomiędzy rozważaniami teoretycznymi a praktycznymi aspektami procesu identyfikacji modeli.
C-2Celem jest zaznajomienie studentów z praktycznymi metodami prowadzenia procesu identyfikacji z użyciem nowoczesnego oprogramowania oraz sprzętu.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab.2
T-L-2Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.2
T-L-3Szereg Fouriera. Ćwiczenia w środowisku Matlab.2
T-L-4Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.2
T-L-5Wpływ okienkowania na proces identyfikacji. Identyfikacja przykładowego obiektu.4
T-L-6Metody regresji - ćwiczenia w programie Statistica.2
T-L-7Modelowanie elementów układów mechanicznych.4
T-L-8Modelowanie elementów układów hydraulicznych4
T-L-9Modelowanie układów termokinetycznych.2
T-L-10Modelowanie układów termodynamicznych.2
T-L-11Eksperyment w procesie identyfikacji - planowanie eksperymentu.2
T-L-12Eksperymentalna analiza modalna. Test impulsowy.4
T-L-13Eksperymentalna analiza modalna z użyciem innych metod wymuszania.4
T-L-14Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych.4
T-L-15Walidacja modeli. Model updating.5
45
wykłady
T-W-1Modele, modelowanie, struktura modelu, parametry i współrzędne stanu. Pojęcie i zakres zastosowań estymacji.2
T-W-2Ogólne aspekty zagadnienia modelowania. Klasy realizacji, Klasy podejść statystycznych.4
T-W-3Sygnały deterministyczne i losowe. Klasy sygnałów. Przetwarzanie sygnałów, szybkie przekształcenie Fouriera.4
T-W-4Modele liniowe. Sterowalność, obserwowalność, identyfikowalność.4
T-W-5Teoria estymacji, cechy estymatorów.4
T-W-6Analiza regresji, krzywe i płaszczyzny regresji.4
T-W-7Dokładność i przyczyny błędów.4
T-W-8Zastosowania metod identyfikacji.4
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.45
A-L-2Opracowywanie raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.10
A-L-3Przygotowywanie się do zajęć.5
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Samodzielne studiowanie literatury.5
A-W-3Przygotowywanie sie do zaliczenia.5
40

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca - wykład informacyjny.
M-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie końcowe.
S-2Ocena podsumowująca: Sprawdzenie poprawności wykonania raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3Ocena formująca: Sprawdzenie stanu przygotowania studentów do przeprowadzenia zajęć praktycznych.
S-4Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
MBM_2A_UM/03_W01
Zamierzonym efektem kształcenia jest zaznajomienie studentów z problemami związanymi z pojęciem identyfikacji właściwości układów mechatronicznych oraz uświadomienie im znaczenia tego procesu w praktyce inżynierskiej.
MBM_2A_W01, MBM_2A_W03, MBM_2A_W05C-1T-W-1, T-W-7, T-W-4, T-W-8, T-W-2, T-W-3, T-W-5, T-W-6M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
MBM_2A_UM/03_U01
Student w wyniku kształcenia powienien potrafic przeprowadzić analizę obiektu, wybrać prawidłową technikę identyfikacji, zaplanować eksperyment i zinterpretować uzyskane rezultaty.
MBM_2A_U08, MBM_2A_U09, MBM_2A_U17C-2T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-1, T-L-5M-2S-3, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
MBM_2A_UM/03_K01
Student powinien zyskać kompetencje w doborze właściwych metod identyfikacji oraz procedur ich realizacji.
MBM_2A_K04C-2T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-1, T-L-10, T-L-9, T-L-8, T-L-7, T-L-11, T-L-12, T-L-13, T-L-14, T-L-15, T-L-6, T-L-5M-2S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_2A_UM/03_W01
Zamierzonym efektem kształcenia jest zaznajomienie studentów z problemami związanymi z pojęciem identyfikacji właściwości układów mechatronicznych oraz uświadomienie im znaczenia tego procesu w praktyce inżynierskiej.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_2A_UM/03_U01
Student w wyniku kształcenia powienien potrafic przeprowadzić analizę obiektu, wybrać prawidłową technikę identyfikacji, zaplanować eksperyment i zinterpretować uzyskane rezultaty.
2,0Student nie posiadł podstawowych umiejętności wymaganych do realizacji postawionych celów ćwiczeń laboratoryjnych.
3,0Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Z trudem jednak kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji. Zna obszary stosowania i ograniczenia.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_2A_UM/03_K01
Student powinien zyskać kompetencje w doborze właściwych metod identyfikacji oraz procedur ich realizacji.
2,0
3,0Student wykazuje przeciętne kompetencje w prowadzeniu badań doświaadczalnych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. J. Kasprzyk, Identyfikacja procesów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2002
  2. A.Czemplik, Modele dynamiki układów fizycznych dla inżynierów., WNT, Warszawa, 2008
  3. Z.Bubnicki, Identyfikacja obiektów sterowania, PWN, Warszawa, 1974
  4. A.Żuchowski, Modele dynamiki i identyfikacja., Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003

Literatura dodatkowa

  1. J. Szabatin, Podstawy teorii sygnałów., Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2000
  2. T.P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów., Wydawnictwo Komunikacji i Łączności`, Warszawa, 2009

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab.2
T-L-2Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.2
T-L-3Szereg Fouriera. Ćwiczenia w środowisku Matlab.2
T-L-4Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.2
T-L-5Wpływ okienkowania na proces identyfikacji. Identyfikacja przykładowego obiektu.4
T-L-6Metody regresji - ćwiczenia w programie Statistica.2
T-L-7Modelowanie elementów układów mechanicznych.4
T-L-8Modelowanie elementów układów hydraulicznych4
T-L-9Modelowanie układów termokinetycznych.2
T-L-10Modelowanie układów termodynamicznych.2
T-L-11Eksperyment w procesie identyfikacji - planowanie eksperymentu.2
T-L-12Eksperymentalna analiza modalna. Test impulsowy.4
T-L-13Eksperymentalna analiza modalna z użyciem innych metod wymuszania.4
T-L-14Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych.4
T-L-15Walidacja modeli. Model updating.5
45

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Modele, modelowanie, struktura modelu, parametry i współrzędne stanu. Pojęcie i zakres zastosowań estymacji.2
T-W-2Ogólne aspekty zagadnienia modelowania. Klasy realizacji, Klasy podejść statystycznych.4
T-W-3Sygnały deterministyczne i losowe. Klasy sygnałów. Przetwarzanie sygnałów, szybkie przekształcenie Fouriera.4
T-W-4Modele liniowe. Sterowalność, obserwowalność, identyfikowalność.4
T-W-5Teoria estymacji, cechy estymatorów.4
T-W-6Analiza regresji, krzywe i płaszczyzny regresji.4
T-W-7Dokładność i przyczyny błędów.4
T-W-8Zastosowania metod identyfikacji.4
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.45
A-L-2Opracowywanie raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.10
A-L-3Przygotowywanie się do zajęć.5
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Samodzielne studiowanie literatury.5
A-W-3Przygotowywanie sie do zaliczenia.5
40
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_2A_UM/03_W01Zamierzonym efektem kształcenia jest zaznajomienie studentów z problemami związanymi z pojęciem identyfikacji właściwości układów mechatronicznych oraz uświadomienie im znaczenia tego procesu w praktyce inżynierskiej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki na poziomie wyższym niezbędną do rozwiązywania zadań z zakresu mechaniki, budowy i eksploatacji maszyn
MBM_2A_W03ma szczegółową wiedzę z wybranych zagadnień pokrewnych kierunków studiów powiązanych z obszarem studiowanej specjalności
MBM_2A_W05ma szczegółową wiedzę dotyczącą konstrukcji, eksploatacji i obliczeń dotyczących maszyn o różnym stopniu złożoności
Cel przedmiotuC-1Celem kształcenia jest zapoznanie studenta z zaawansowanymi technikami identyfikacji własciwości obiektów. Szczególny nacisk kładziony jest przy tym na umiejętność wychwycenia analogii pomiędzy rozważaniami teoretycznymi a praktycznymi aspektami procesu identyfikacji modeli.
Treści programoweT-W-1Modele, modelowanie, struktura modelu, parametry i współrzędne stanu. Pojęcie i zakres zastosowań estymacji.
T-W-7Dokładność i przyczyny błędów.
T-W-4Modele liniowe. Sterowalność, obserwowalność, identyfikowalność.
T-W-8Zastosowania metod identyfikacji.
T-W-2Ogólne aspekty zagadnienia modelowania. Klasy realizacji, Klasy podejść statystycznych.
T-W-3Sygnały deterministyczne i losowe. Klasy sygnałów. Przetwarzanie sygnałów, szybkie przekształcenie Fouriera.
T-W-5Teoria estymacji, cechy estymatorów.
T-W-6Analiza regresji, krzywe i płaszczyzny regresji.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca - wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie końcowe.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_2A_UM/03_U01Student w wyniku kształcenia powienien potrafic przeprowadzić analizę obiektu, wybrać prawidłową technikę identyfikacji, zaplanować eksperyment i zinterpretować uzyskane rezultaty.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
MBM_2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
MBM_2A_U17potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla swojej specjalności, w tym zadań nietypowych z uwzględnieniem aspektów pozatechnicznych
Cel przedmiotuC-2Celem jest zaznajomienie studentów z praktycznymi metodami prowadzenia procesu identyfikacji z użyciem nowoczesnego oprogramowania oraz sprzętu.
Treści programoweT-L-2Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.
T-L-3Szereg Fouriera. Ćwiczenia w środowisku Matlab.
T-L-4Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.
T-L-1Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab.
T-L-5Wpływ okienkowania na proces identyfikacji. Identyfikacja przykładowego obiektu.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-3Ocena formująca: Sprawdzenie stanu przygotowania studentów do przeprowadzenia zajęć praktycznych.
S-2Ocena podsumowująca: Sprawdzenie poprawności wykonania raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie posiadł podstawowych umiejętności wymaganych do realizacji postawionych celów ćwiczeń laboratoryjnych.
3,0Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Z trudem jednak kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji. Zna obszary stosowania i ograniczenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_2A_UM/03_K01Student powinien zyskać kompetencje w doborze właściwych metod identyfikacji oraz procedur ich realizacji.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_2A_K04potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Cel przedmiotuC-2Celem jest zaznajomienie studentów z praktycznymi metodami prowadzenia procesu identyfikacji z użyciem nowoczesnego oprogramowania oraz sprzętu.
Treści programoweT-L-2Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.
T-L-3Szereg Fouriera. Ćwiczenia w środowisku Matlab.
T-L-4Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.
T-L-1Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab.
T-L-10Modelowanie układów termodynamicznych.
T-L-9Modelowanie układów termokinetycznych.
T-L-8Modelowanie elementów układów hydraulicznych
T-L-7Modelowanie elementów układów mechanicznych.
T-L-11Eksperyment w procesie identyfikacji - planowanie eksperymentu.
T-L-12Eksperymentalna analiza modalna. Test impulsowy.
T-L-13Eksperymentalna analiza modalna z użyciem innych metod wymuszania.
T-L-14Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych.
T-L-15Walidacja modeli. Model updating.
T-L-6Metody regresji - ćwiczenia w programie Statistica.
T-L-5Wpływ okienkowania na proces identyfikacji. Identyfikacja przykładowego obiektu.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-4Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student wykazuje przeciętne kompetencje w prowadzeniu badań doświaadczalnych.
3,5
4,0
4,5
5,0