Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)
Sylabus przedmiotu Badania doświadczalne urządzeń mechatronicznych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Badania doświadczalne urządzeń mechatronicznych | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechatroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Andrzej Bodnar <Andrzej.Bodnar@zut.edu.pl>, Mirosław Pajor <Miroslaw.Pajor@zut.edu.pl>, Grzegorz Szwengier <Grzegorz.Szwengier@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 7 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wymagane zaliczenie kursów poprzedzających: matematyka, mechanika, podstawy informatyka, dynamika ukłądów mechanicznych. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Nabycie wiedzy na temat metodyki prowadzenia badań doświadczalnych. Zaznajomienie się z nowoczesnymi metodami badawczymi, możliwościami sprzętu pomiarowego. Określenie ograniczeń poszczególnych metod badawczych. Zapoznanie sie z problemami i trudnościami, jakie można napotkac w trakcie prowadzenia badań. |
| C-2 | Nabycie praktycznych umiejętności prowadzenia badań z użyciem nowoczesnych narzędzi pomiarowych. Umięjętność planowania eksperymentu, optymalizacji czasu oraz zasobów ludzkich. Nabycie umiejętności interpretowania uzyskiwanych rezultatów cząstkowych oraz końcowych. Umiejętnośc identyfikacji potencjalnych źródeł błędów. |
| C-3 | Nabycie wiedzy oraz umiejętności rozwiązywania bardziej złożonych problemów z dziedziny statyki i dynamiki urządzeń mechanicznych. Zrozumienie procesu identyfikacji modeli. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Układanie równań ruchu dla układów o wielu stopniach swobody. | 4 |
| T-A-2 | Zapis modelu układu dynamicznego w różnych dziedzinach (czasu, częstotliwości, operatorowych). Zasady konwersji zapisu. | 4 |
| T-A-3 | Rozwiązywanie zagadnienia własnego dla układów o wielu stopniach swobody. | 4 |
| T-A-4 | Zagadnienie tłumienia drgań. Dostrajanie elementów dodatkowych. Elementy syntezy modalnej. | 3 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Analiza błędów wprowadzanych przez próbkowanie i filtrację (aliasing, przeciek widma, błędy amplitudowe i przesunięcie fazowe). | 1 |
| T-L-2 | Wyznaczanie funkcji korelacji, widm mocy, uśrednianie. Funkcja koherencji. Transmitancja. | 1 |
| T-L-3 | Wyznaczanie transmitancji w warunkach zakłóceń przy sygnałach wejściowych harmonicznych i impulsowych. | 2 |
| T-L-4 | Doświadczalne wyznaczanie słabych ogniw konstrukcji maszyny ze względu na kryterium sztywności statycznej. | 2 |
| T-L-5 | Identyfikacja parametrów fizycznych modelu tocznego połączenia prowadnicowego obrabiarki na podstawie badań doświadczalnych statyki maszyny. | 1 |
| T-L-6 | Identyfikacja parametrów fizycznych modeli podzespołów prowadnicowych oraz mechanizmu śrubowo-tocznego na podstawie badań doświadczalnych dynamiki zespołu posuwowego. | 2 |
| T-L-7 | Eksperyment modalny - test impulsowy. | 2 |
| T-L-8 | Eksperyment modalny z użyciem wzbudnika elektrodynamicznego. | 2 |
| T-L-9 | Estymacja parametrów modelu modalnego. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Analiza sygnałów – klasyfikacja sygnałów, zakłócenia i ich rodzaje, filtracja. | 4 |
| T-W-2 | Wygładzanie przebiegów czasowych, usuwanie trendów, wpływ próbkowania i kwantyzacji. Tor pomiarowy. | 2 |
| T-W-3 | Transformacje sygnałów (w dziedzinie czasu, częstotliwości i czasowo-częstotliwościowe). Badanie sygnałów niestacjonarnych. | 4 |
| T-W-4 | Badania statyczne układów korpusowych maszyn – tworzenie tzw. modelu doświadczalnego obiektu. | 4 |
| T-W-5 | Badania błędów geometrycznych obrabiarek i robotów – normy, przyrządy, metody. | 4 |
| T-W-6 | Wyznaczanie sztywności statycznej połączeń prowadnicowych maszyn, optymalne planowanie eksperymentu, stanowisko pomiarowe, opracowanie wyników pomiarów. | 4 |
| T-W-7 | Doświadczalna analiza modalna – podstawy teoretyczne analizy modalnej maszyn. | 2 |
| T-W-8 | Eksperyment w analizie modalnej. | 2 |
| T-W-9 | Identyfikacja modelu modalnego. | 2 |
| T-W-10 | Eksploatacyjna analiza modalna. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-A-2 | Samodzielne rozwiązywanie problemów modelowania. | 8 |
| A-A-3 | Przygotowanie do zaliczenia. | 7 |
| A-A-4 | Konsultacje. | 8 |
| 38 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Konsultacje i zaliczenia. | 10 |
| A-L-3 | Opracowywanie raportów z badań. | 12 |
| 37 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Konsultacje | 5 |
| A-W-3 | Studiowanie literatury | 8 |
| A-W-4 | Przygotowywanie się do zaliczenia | 8 |
| 51 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca. Wykład informacyjny. |
| M-2 | Metoda praktyczna. Ćwiczenia laboratoryjne. |
| M-3 | Metoda praktyczna. Ćwiczenia przedmiotowe. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne w zakresie materiału zawartego w każdym z trzech bloków tematycznych. |
| S-2 | Ocena formująca: Sprawdzenie opanowania materiału teoretycznego przed przystąpieniem do zajęć praktycznych. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena poprawności wykonania raportów z poszczególnych zajęć laboratoryjnych. |
| S-4 | Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych. |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności budowania modeli matematycznych z użyciem wybranych metod. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_W01 Efektem uczestniczenia studenta w zajęciach powinna być jego znajomość podstawowych pojęć z dziedziny doświadczalnictwa. Powinien zrozumieć, na czym polegają ograniczenia metod badawczych oraz w jaki sposób mozna przetwarzać i wykorzystywać wyniki eksperymentu. | ME_1A_W06, ME_1A_W07 | — | — | C-1 | T-W-6, T-W-8, T-W-2, T-W-9, T-W-7, T-W-5, T-W-1, T-W-10, T-W-4, T-W-3, T-L-8, T-L-7, T-L-1, T-L-6, T-L-5, T-L-9, T-L-4, T-L-3, T-L-2 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_U01 W wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach powinien on nabyć umiejętności z zakresu manualnego posługiwania się sprzętem pomiarowym. Powinien umieć dobierać oraz podłączać i konfigurować elementy toru pomiarowego. Powinien również umieć analizować konstrukcję pod kątem doboru właściwej metody pomiarowej i zastosowania konkretnych typów przetworników pomiarowych. | ME_1A_U06, ME_1A_U08, ME_1A_U09, ME_1A_U13 | — | — | C-2, C-1 | T-L-8, T-L-7, T-L-1, T-L-6, T-L-5, T-L-9, T-L-4, T-L-3, T-L-2 | M-2 | S-3, S-2 |
| ME_1A_C08-2_U02 w wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach audytoryjnych, powinien on potrafić właściwie wybrac jedną z dostępnych metod budowania modeli (fizycznych, matematycznych i innych). Powienien również zrozumieć jakie znaczenie ma proces modelowania i jaka istnieje zależność między modelami teoretycznymi a modelami doświadczalnymi. | ME_1A_U06, ME_1A_U09 | — | — | C-3 | T-A-2, T-A-3, T-A-1, T-A-4 | M-3 | S-5 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_K01 Zajęcia laboratoryjne z użyciem precyzyjnego i niezwykle drogiego sprzętu pomiarowego wymuszą na studencie wyrobienie w sobie poczucia odpowiedzialności za podejmowane decyzje. Niektóre z prac nie moga byc wykonywane samodzielnie, zatem wymusi to na studencie konieczność współpracy. | ME_1A_K02 | — | — | C-2 | T-L-8, T-L-7, T-L-1, T-L-6, T-L-5, T-L-9, T-L-4, T-L-3, T-L-2 | M-2 | S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_W01 Efektem uczestniczenia studenta w zajęciach powinna być jego znajomość podstawowych pojęć z dziedziny doświadczalnictwa. Powinien zrozumieć, na czym polegają ograniczenia metod badawczych oraz w jaki sposób mozna przetwarzać i wykorzystywać wyniki eksperymentu. | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać. | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania. | |
| 4,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student opanował podstawową wiedzę w zakresie szerszym niż przewidziany dla przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_U01 W wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach powinien on nabyć umiejętności z zakresu manualnego posługiwania się sprzętem pomiarowym. Powinien umieć dobierać oraz podłączać i konfigurować elementy toru pomiarowego. Powinien również umieć analizować konstrukcję pod kątem doboru właściwej metody pomiarowej i zastosowania konkretnych typów przetworników pomiarowych. | 2,0 | Student nie jest w stanie aktywnie uczestniczyć w zajęciach ze względu na kompletny brak wiedzy w danej dziedzinie. |
| 3,0 | Wykonuje zlecone czynności praktyczne z licznymi pomyłkami. Nie stosuje poprawnych pojęć. Jego wnioski świadczą o nieopanowaniu do końca materiału teoretycznego. | |
| 3,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania lecz wymaga stałego nadzoru i zwracania uwagi na istotne elementy procedur badawczych. Ma trudności z wyciąganiem właściwych wniosków. | |
| 4,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 4,0 a 5,0. | |
| 5,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania, posługuje się poprawnymi sformułowaniami i pojęciami. Wyciąga logiczne wnioski i zna ograniczenia metod badawczych. | |
| ME_1A_C08-2_U02 w wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach audytoryjnych, powinien on potrafić właściwie wybrac jedną z dostępnych metod budowania modeli (fizycznych, matematycznych i innych). Powienien również zrozumieć jakie znaczenie ma proces modelowania i jaka istnieje zależność między modelami teoretycznymi a modelami doświadczalnymi. | 2,0 | Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich. |
| 3,0 | Wykonuje zlecone czynności praktyczne lecz z pomyłkami. Nie stosuje poprawnych pojęć. Jego wnioski świadczą o nieopanowaniu do końca materiału teoretycznego. | |
| 3,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania lecz wymaga stałego nadzoru i zwracania uwagi na istotne elementy procesu modelowania. Ma trudności z wyciąganiem właściwych wniosków. | |
| 4,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 4,0 a 5,0 | |
| 5,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania, posługuje się poprawnymi sformułowaniami i pojęciami. Wyciąga logiczne wnioski i zna ograniczenia stosowanych narzędzi |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_K01 Zajęcia laboratoryjne z użyciem precyzyjnego i niezwykle drogiego sprzętu pomiarowego wymuszą na studencie wyrobienie w sobie poczucia odpowiedzialności za podejmowane decyzje. Niektóre z prac nie moga byc wykonywane samodzielnie, zatem wymusi to na studencie konieczność współpracy. | 2,0 | |
| 3,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Jednak jest to wiedza powierzchowna, której nie potrafi twórczo analizować. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Kruszewski J., Wittbrodt E., Drgania układów mechanicznych w ujęciu komputerowym. T 1 – Zagadnienia liniowe., WNT, Warszawa, 1993
- Giergiel J., Uhl T., Identyfikacja układów mechanicznych., PWN, Warszawa, 1990
- Uhl T., Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych., WNT, Warszawa, 1997
- Marchelek K., Dynamika maszyn, WNT, Warszawa, 1991
- D.J. Ewins, Modal Testing theory, practice and application, RSP, Hertforshire, 2000
- Zieliński T.P., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKŁ, Warszawa, 2005
- J. Dudziewicz, Podręcznik metrologii, WKŁ, Warszawa, 1988