Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)

Sylabus przedmiotu Elementy nieliniowego modelowania i sterowania:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Elementy nieliniowego modelowania i sterowania
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Zbigniew Emirsajłow <Zbigniew.Emirsajlow@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 15 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW7 15 1,00,62egzamin
laboratoriaL7 15 1,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Zaliczone moduły z matematyki, fizyki, teorii sterowania i nieliniowych ukladów sterowania

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych.
C-2Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania złożonym układem mechanicznym

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Implementacja w programie symulacyjnym dwóch modeli kinematyki orientacji bryły sztywnej.2
T-L-2Implementacja modelu dynamiki bryły sztywnej. Badania symulacyjne ruchu bryły. Synteza układu sterowania prędkością bryły.4
T-L-3Synteza układu sterowania orientacją bryły. Badania symulacyjne.2
T-L-4Synteza jakobianowego układu sterowania pozycjonowania kiści manipulatora2
T-L-5Synteza układu sterowania orientacją satelity.3
T-L-6Kolokwium2
15
wykłady
T-W-1Metody opisu kinematyki i dynamiki bryły sztywnej4
T-W-2Metody sterowania orientacją bryły sztywnej i jego zastosowania.4
T-W-3Modelowanie i narzędzia do symulacji kinematyki układu mechanicznego holonomicznego i nieholonomicznego3
T-W-4Symulacja układu sterowania z węzłami nieholonomicznym - planowanie ścieżki i śledzenie ścieżki.4
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2wykonanie sprawozdań i przygotowanie się do zaliczenia10
25
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2studia pogłębiające wiedzę zdobytą na wykładach oraz przygotowanie do egzaminu9
A-W-3Egzamin1
25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena sprawozdań
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwium końcowe

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
AR_1A_C29.2_W01
Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych. Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania.
AR_1A_W06, AR_1A_W10C-1T-W-4, T-W-1, T-W-2, T-W-3M-1S-2

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
AR_1A_C29.2_U01
Student potrafi stworzyć model matematyczny złożonego układu mechanicznego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania.
AR_1A_U19C-2T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-L-5, T-L-6M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_1A_C29.2_W01
Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych. Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania.
2,0Student nie ma wystarczającej znajomości metod modelowania złożonych ukladów mechanicznych i metod syntezy układów sterowania
3,0Student zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, ale czasami popełnia błedy
3,5Student zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, ale czasami niepoprawnie się nimi posługuje
4,0Student zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, i z reguły poprawnie się nimi posługuje
4,5Student dobrze zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, i prawidłowo je stosuje
5,0Student ma pełną wiedzę nt. metod modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, i efektywnie je stosuje

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_1A_C29.2_U01
Student potrafi stworzyć model matematyczny złożonego układu mechanicznego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania.
2,0Student nie posiada wystarczających umiejętności tworzenia modeli matematycznych złożonych układów mechanicznych i nie potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania
3,0Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania, ale czasami popełnia błędy
3,5Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania, ale zdarzają mu się mniej istotne błędy
4,0Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania
4,5Student potrafi tworzyć dobre modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi prawidłowo dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania
5,0Student potrafi efektywnie tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi efektywnie dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania

Literatura podstawowa

  1. Murray R. M., Li Z., Sastry S., A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation, CRC Press, 1994
  2. Slotine J-J. E., Lie W., Applied Nonlinear Control, Prencince Hall, Englewood Cliffs, 1991
  3. Khalil H. K., Nonlinear Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1996, 2

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Implementacja w programie symulacyjnym dwóch modeli kinematyki orientacji bryły sztywnej.2
T-L-2Implementacja modelu dynamiki bryły sztywnej. Badania symulacyjne ruchu bryły. Synteza układu sterowania prędkością bryły.4
T-L-3Synteza układu sterowania orientacją bryły. Badania symulacyjne.2
T-L-4Synteza jakobianowego układu sterowania pozycjonowania kiści manipulatora2
T-L-5Synteza układu sterowania orientacją satelity.3
T-L-6Kolokwium2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Metody opisu kinematyki i dynamiki bryły sztywnej4
T-W-2Metody sterowania orientacją bryły sztywnej i jego zastosowania.4
T-W-3Modelowanie i narzędzia do symulacji kinematyki układu mechanicznego holonomicznego i nieholonomicznego3
T-W-4Symulacja układu sterowania z węzłami nieholonomicznym - planowanie ścieżki i śledzenie ścieżki.4
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2wykonanie sprawozdań i przygotowanie się do zaliczenia10
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2studia pogłębiające wiedzę zdobytą na wykładach oraz przygotowanie do egzaminu9
A-W-3Egzamin1
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C29.2_W01Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych. Student zna podstawowe metody syntezy układu sterowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W06Ma uporządkowaną wiedzę z teorii sterowania i systemów w zakresie opisu, analizy i syntezy układów sterowania.
AR_1A_W10Zna budowę układów robotycznych, metody modelowania i sterowania, oraz orientuje się w stanie obecnym i trendach rozwoju robotyki.
Cel przedmiotuC-1Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych.
Treści programoweT-W-4Symulacja układu sterowania z węzłami nieholonomicznym - planowanie ścieżki i śledzenie ścieżki.
T-W-1Metody opisu kinematyki i dynamiki bryły sztywnej
T-W-2Metody sterowania orientacją bryły sztywnej i jego zastosowania.
T-W-3Modelowanie i narzędzia do symulacji kinematyki układu mechanicznego holonomicznego i nieholonomicznego
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Kolokwium końcowe
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie ma wystarczającej znajomości metod modelowania złożonych ukladów mechanicznych i metod syntezy układów sterowania
3,0Student zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, ale czasami popełnia błedy
3,5Student zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, ale czasami niepoprawnie się nimi posługuje
4,0Student zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, i z reguły poprawnie się nimi posługuje
4,5Student dobrze zna podstawowe metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, i prawidłowo je stosuje
5,0Student ma pełną wiedzę nt. metod modelowania złożonych układów mechanicznych oraz podstawowe metody syntezy układu sterowania, i efektywnie je stosuje
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C29.2_U01Student potrafi stworzyć model matematyczny złożonego układu mechanicznego. Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Cel przedmiotuC-2Student potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania złożonym układem mechanicznym
Treści programoweT-L-3Synteza układu sterowania orientacją bryły. Badania symulacyjne.
T-L-1Implementacja w programie symulacyjnym dwóch modeli kinematyki orientacji bryły sztywnej.
T-L-2Implementacja modelu dynamiki bryły sztywnej. Badania symulacyjne ruchu bryły. Synteza układu sterowania prędkością bryły.
T-L-4Synteza jakobianowego układu sterowania pozycjonowania kiści manipulatora
T-L-5Synteza układu sterowania orientacją satelity.
T-L-6Kolokwium
Metody nauczaniaM-2ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Ocena sprawozdań
S-2Ocena podsumowująca: Kolokwium końcowe
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie posiada wystarczających umiejętności tworzenia modeli matematycznych złożonych układów mechanicznych i nie potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania
3,0Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania, ale czasami popełnia błędy
3,5Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania, ale zdarzają mu się mniej istotne błędy
4,0Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania
4,5Student potrafi tworzyć dobre modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi prawidłowo dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania
5,0Student potrafi efektywnie tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznych i potrafi efektywnie dokonać syntezy nieliniowych układów sterowania