Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)

Sylabus przedmiotu Teoria 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 Teoria sterowania
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Zbigniew Emirsajłow <Zbigniew.Emirsajlow@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Bogdan Grzywacz <Bogdan.Grzywacz@zut.edu.pl>, Maja Kocoń <Maja.Kocon@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 6,0 ECTS (formy) 6,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW3 45 3,00,44egzamin
ćwiczenia audytoryjneA3 15 1,00,30zaliczenie
laboratoriaL3 30 2,00,26zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Zaliczone moduły: Metody matematyczne automatyki i robotyki, wprowadzenie do automatyki i robotyki, sygnały i systemy dynamiczne.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Nauczyć studenta tworzyć liniowe modele matematyczne jednowymiarowych układów dynamicznych wykorzystywane w teorii układów sterowania.
C-2Nauczyć studenta formułować i rozwiązywać typowe zadania syntezy liniowych układów sterowania metodami klasycznymi
C-3Nauczyć studenta formułować i rozwiązywać typowe złożone zadania syntezy liniowych układów sterowania metodą przestrzeni stanu

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Wyprowadzanie modeli matematycznych układów dynamicznych2
T-A-2Badanie stabilności układu dynamicznego metodą Hurwitza1
T-A-3Wyznaczanie nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych1
T-A-4Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych wybranych członów dynamicznych2
T-A-5Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową1
T-A-6Wyznaczanie macierzy wzmocnień sprzężenia zwrotnego od stanu dla obiektu drugiego rzędu1
T-A-7Wyznaczanie obserwatora stanu dla obiektu drugiego rzędu1
T-A-8Wyznaczanie dyskretnej zastępczej transmitancji układu ciągłego2
T-A-9Wyznaczanie dyskretnego modelu w przestrzeni stanu1
T-A-10Badanie stabilności cyfrowego układu sterowania1
T-A-11Zaliczenie ćwiczeń2
15
laboratoria
T-L-1Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem ciągłym2
T-L-2Badanie stabilności układu dynamicznego2
T-L-3Badanie charakterystyk czasowych podstawowych członów dynamicznych2
T-L-4Odcinkowe i całkowe kryteria jakości układu sterowania2
T-L-5Dobór nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych2
T-L-6Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych2
T-L-7Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową2
T-L-8Tworzenie i przekształcanie modeli w przestrzeni stanu2
T-L-9Przesuwanie biegunów układu sterowania za pomocą sprzężenia zwrotnego od stanu4
T-L-10Synteza układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem4
T-L-11Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem dyskretnym2
T-L-12Badanie stabilności i jakości cyfrowego układu sterowania2
T-L-13Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych2
30
wykłady
T-W-1Modele matematyczne jednowymiarowego układu dynamicznego (podstawowe równanie różniczkowe, wielomian charakterystyczny układu, mody układu, odpowiedź swobodna i wymuszona, zera i bieguny transmitancji, postać nieredukowalna transmitancji, model w przestrzeni stanu, macierz fundamentalna układu i rozwiązanie równania stanu)4
T-W-2Charakterystyki czasowe i klasyfikacja podstawowych członów dynamicznych (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-3Stabilność liniowego układu dynamicznego (ogólne pojęcie stabilności układu, stabilność odpowiedzi swobodnej, stabilność odpowiedzi wymuszonej, kryterium Hurwitza, odpowiedź przejściowa i ustalona, stan przejściowy i stan ustalony)3
T-W-4Układ sterowania z jednostkowym sprzężeniem zwrotnym (zadanie syntezy układu sterowania, stabilność wewnętrzna układu sterowania, wymagania w stanie ustalonym, układ statyczny i astatyczny, wymagania w stanie przejściowym)4
T-W-5Podstawy metody linii pierwiastkowych (obszar pożądanego położenia biegunów, wykres linii pierwiastkowej, dobór regulatora typu P, rozszerzenie metody)4
T-W-6Regulatory (regulatory typu PID i ich podstawowe właściwości, dobór nastaw regulatorów PID, regulator opóźniający i przyspieszający fazę)2
T-W-7Podstawy metody częstotliwościowej syntezy układu sterowania (transmitancja widmowa układu otwartego i zamkniętego, wykres Nyquista, twierdzenie Nyquista, wymagania w dziedzinie częstotliwości, dobór regulatora typu P metodą częstotliwościową)4
T-W-8Metoda przestrzeni stanu syntezy układu sterowania (równoważność modeli w przestrzeni stanu, sterowalność i obserwowalność, realizacje kanoniczne, realizacja minimalna4
T-W-9Sprzężenie zwrotne od stanu i lokowanie biegunów, pełnowymiarowy obserwator asymptotyczny, projektowanie układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem, błąd położeniowy i prędkościowy4
T-W-10Zadanie asymptotycznego śledzenia i ogólny problem regulatora w przestrzeni stanu4
T-W-11Analiza układów z dyskretnym czasem (próbkowanie i ekstrapolacja sygnałów, dyskretna transmitancja operatorowa, zastępcza dyskretna transmitancja układu ciągłego, stabilność układu dyskretnego, kryterium Jury)4
T-W-12Cyfrowy układ sterowania (pojęcie cyfrowego układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, cyfrowy regulator PID, wymagania wobec cyfrowego układu sterowania)4
T-W-13Dyskretny model w przestrzeni stanu (podstawowe właściwości dyskretnego modelu w przestrzeni stanu, sprzężenie zwrotne od stanu i przesuwanie biegunów, obserwator stanu)2
45

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w ćwiczeniach audytoryjnych15
A-A-2Przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych5
A-A-3Przygotowanie do zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych5
25
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych30
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych10
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych10
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykladach45
A-W-2Studiowanie literatury15
A-W-3Przygotowanie do egzaminu13
A-W-4Egzamin2
75

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Ćwiczenia laboratoryjne na stanowiskach

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena z ćwiczeń audytoryjnych wysawiana na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego
S-2Ocena formująca: Krótki sprawdziań pisemny przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
S-4Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin z wykładów

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_C07_W01
Student posiada uporządkowaną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych
AR_1A_W06C-1T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-11M-1S-4
AR_1A_C08_W02
Student zna klasyczne metody analizy i syntezy liniowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym
AR_1A_W06C-2T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-12M-1S-4
AR_1A_C08_W03
Student zna zaawansowane metody przestrzeni stanu syntezy liniowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym
AR_1A_W06C-3T-W-8, T-W-13, T-W-9, T-W-10M-1S-4

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_C07_U01
Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania.
AR_1A_U19C-1T-A-1, T-A-2, T-A-4, T-A-9, T-A-11, T-L-1, T-L-3, T-L-6, T-L-11, T-L-8M-2, M-3S-1, S-2, S-3
AR_1A_C08_U02
Student umie sformułować typowe zadanie sterowania i wykorzystując metody klasyczne zaprojektować układ sterowania realizujacy to zadanie. Umie także przeanalizować i zoptymalizować działanie tego układu.
AR_1A_U19C-2T-A-10, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-L-2, T-L-4, T-L-5, T-L-7, T-L-12M-2, M-3S-1, S-2, S-3
AR_1A_C08_U03
Student umie sformułować złożone zadanie sterowania i wykorzystując metodę przestrzeni stanu zaprojektować układ sterowania realizujacy to zadanie. Umie także przeanalizować i zoptymalizować działanie tego układu
AR_1A_U19C-3T-A-6, T-A-7, T-A-9, T-L-13, T-L-10, T-L-9M-2, M-3S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_1A_C07_W01
Student posiada uporządkowaną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych
2,0Student nie posiada wystarczajacej wiedzy z zakresu modelowania liniowych układów dynamicznych
3,0Student posiada podstawową wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego, ale czasami popelnia błędy przy jej wykorzystaniu
3,5Student posiada podstawową wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i z reguły wie jak z niej korzystać
4,0Student posiada wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i umie z niej korzystać
4,5Student posiada pełną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i umie z niej korzystać
5,0Student posiada pełną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i umie z niej efektywnie korzystać
AR_1A_C08_W02
Student zna klasyczne metody analizy i syntezy liniowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym
2,0Student nie posiada wystarczajacej wiedzy z klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania
3,0Student posiada podstawową wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania, ale czasami popelnia błędy przy jej wykorzystaniu
3,5Student posiada podstawową wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie potrafi jej w pelni wykorzystać
4,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie zawsze efektywnie z niej korzysta
4,5Student posiada pelną wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania i efektywnie z niej korzysta
5,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania i bezbłędnie ją wykorzystuje
AR_1A_C08_W03
Student zna zaawansowane metody przestrzeni stanu syntezy liniowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym
2,0Student nie posiada wystarczajacej wiedzy z nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania
3,0Student posiada podstawową wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania, ale czasami popelnia błędy przy jej wykorzystaniu
3,5Student posiada podstawową wiedzę z zakresu nowoczasnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie potrafi jej w pelni wykorzystać
4,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie zawsze efektywnie z niej korzysta
4,5Student posiada pelną wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania i efektywnie z niej korzysta
5,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania i bezbłędnie ją wykorzystuje

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_1A_C07_U01
Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania.
2,0Student nie posiada umiejętności tworzenia modeli matematycznych obiektów sterowania
3,0Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy, ale popełnia błędy
3,5Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy, ale popełnia niezbyt istotne błędy
4,0Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy, chociaż nie zawsze w sposób efektywny
4,5Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy i robi to efektywnie
5,0Student umie tworzyć efektywne modele matematyczny prostych obiektów sterowania, prawidłowo ykorzystując opis transmitancyjny i stanowy
AR_1A_C08_U02
Student umie sformułować typowe zadanie sterowania i wykorzystując metody klasyczne zaprojektować układ sterowania realizujacy to zadanie. Umie także przeanalizować i zoptymalizować działanie tego układu.
2,0Student nie potrafi sformulować typowego zadania sterowania i zaprojektować układu sterowania realizujacego to zadanie metodami klasycznymi
3,0Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie, ale popełnia przy tym błędy
3,5Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie, ale czasami zdarzają mu się nieistotne błędy
4,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie, ale nie zawsze robi to efektywnie
4,5Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie
5,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie oraz efektywnie zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie
AR_1A_C08_U03
Student umie sformułować złożone zadanie sterowania i wykorzystując metodę przestrzeni stanu zaprojektować układ sterowania realizujacy to zadanie. Umie także przeanalizować i zoptymalizować działanie tego układu
2,0Student nie potrafi sformulować typowego zadania sterowania i zaprojektować układu sterowania realizujacego to zadanie metodą przestrzeni stanu
3,0Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować nowoczesną metodą stanową układ sterowania realizujący to zadanie, ale popełnia przy tym błędy
3,5Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie, ale czasami zdarzają mu się nieistotne błędy
4,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie, ale nie zawsze robi to efektywnie
4,5Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie
5,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie oraz efektywnie zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie

Literatura podstawowa

  1. Emirsajłow Z., Teoria układów sterowania, Część I: Układy liniowe z czasem ciągłym, Skrypt Politechniki Szczecińskiej, Seria Tempus, Szczecin, 2000
  2. Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski W., Łopatka R., Podstawy teorii sterowania, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Wrszawa, 2005

Literatura dodatkowa

  1. Ogata K., Modern control engineering, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2010
  2. Phillips C. L., Nagle H.T., Digital Control Systems Analysis and Design, Prentice Hall International, Englewood Cliffs, 1995

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Wyprowadzanie modeli matematycznych układów dynamicznych2
T-A-2Badanie stabilności układu dynamicznego metodą Hurwitza1
T-A-3Wyznaczanie nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych1
T-A-4Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych wybranych członów dynamicznych2
T-A-5Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową1
T-A-6Wyznaczanie macierzy wzmocnień sprzężenia zwrotnego od stanu dla obiektu drugiego rzędu1
T-A-7Wyznaczanie obserwatora stanu dla obiektu drugiego rzędu1
T-A-8Wyznaczanie dyskretnej zastępczej transmitancji układu ciągłego2
T-A-9Wyznaczanie dyskretnego modelu w przestrzeni stanu1
T-A-10Badanie stabilności cyfrowego układu sterowania1
T-A-11Zaliczenie ćwiczeń2
15

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem ciągłym2
T-L-2Badanie stabilności układu dynamicznego2
T-L-3Badanie charakterystyk czasowych podstawowych członów dynamicznych2
T-L-4Odcinkowe i całkowe kryteria jakości układu sterowania2
T-L-5Dobór nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych2
T-L-6Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych2
T-L-7Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową2
T-L-8Tworzenie i przekształcanie modeli w przestrzeni stanu2
T-L-9Przesuwanie biegunów układu sterowania za pomocą sprzężenia zwrotnego od stanu4
T-L-10Synteza układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem4
T-L-11Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem dyskretnym2
T-L-12Badanie stabilności i jakości cyfrowego układu sterowania2
T-L-13Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Modele matematyczne jednowymiarowego układu dynamicznego (podstawowe równanie różniczkowe, wielomian charakterystyczny układu, mody układu, odpowiedź swobodna i wymuszona, zera i bieguny transmitancji, postać nieredukowalna transmitancji, model w przestrzeni stanu, macierz fundamentalna układu i rozwiązanie równania stanu)4
T-W-2Charakterystyki czasowe i klasyfikacja podstawowych członów dynamicznych (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-3Stabilność liniowego układu dynamicznego (ogólne pojęcie stabilności układu, stabilność odpowiedzi swobodnej, stabilność odpowiedzi wymuszonej, kryterium Hurwitza, odpowiedź przejściowa i ustalona, stan przejściowy i stan ustalony)3
T-W-4Układ sterowania z jednostkowym sprzężeniem zwrotnym (zadanie syntezy układu sterowania, stabilność wewnętrzna układu sterowania, wymagania w stanie ustalonym, układ statyczny i astatyczny, wymagania w stanie przejściowym)4
T-W-5Podstawy metody linii pierwiastkowych (obszar pożądanego położenia biegunów, wykres linii pierwiastkowej, dobór regulatora typu P, rozszerzenie metody)4
T-W-6Regulatory (regulatory typu PID i ich podstawowe właściwości, dobór nastaw regulatorów PID, regulator opóźniający i przyspieszający fazę)2
T-W-7Podstawy metody częstotliwościowej syntezy układu sterowania (transmitancja widmowa układu otwartego i zamkniętego, wykres Nyquista, twierdzenie Nyquista, wymagania w dziedzinie częstotliwości, dobór regulatora typu P metodą częstotliwościową)4
T-W-8Metoda przestrzeni stanu syntezy układu sterowania (równoważność modeli w przestrzeni stanu, sterowalność i obserwowalność, realizacje kanoniczne, realizacja minimalna4
T-W-9Sprzężenie zwrotne od stanu i lokowanie biegunów, pełnowymiarowy obserwator asymptotyczny, projektowanie układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem, błąd położeniowy i prędkościowy4
T-W-10Zadanie asymptotycznego śledzenia i ogólny problem regulatora w przestrzeni stanu4
T-W-11Analiza układów z dyskretnym czasem (próbkowanie i ekstrapolacja sygnałów, dyskretna transmitancja operatorowa, zastępcza dyskretna transmitancja układu ciągłego, stabilność układu dyskretnego, kryterium Jury)4
T-W-12Cyfrowy układ sterowania (pojęcie cyfrowego układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, cyfrowy regulator PID, wymagania wobec cyfrowego układu sterowania)4
T-W-13Dyskretny model w przestrzeni stanu (podstawowe właściwości dyskretnego modelu w przestrzeni stanu, sprzężenie zwrotne od stanu i przesuwanie biegunów, obserwator stanu)2
45

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w ćwiczeniach audytoryjnych15
A-A-2Przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych5
A-A-3Przygotowanie do zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych5
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych30
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych10
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia zajęć laboratoryjnych10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykladach45
A-W-2Studiowanie literatury15
A-W-3Przygotowanie do egzaminu13
A-W-4Egzamin2
75
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C07_W01Student posiada uporządkowaną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W06Ma uporządkowaną wiedzę z teorii sterowania i systemów w zakresie opisu, analizy i syntezy układów sterowania.
Cel przedmiotuC-1Nauczyć studenta tworzyć liniowe modele matematyczne jednowymiarowych układów dynamicznych wykorzystywane w teorii układów sterowania.
Treści programoweT-W-3Stabilność liniowego układu dynamicznego (ogólne pojęcie stabilności układu, stabilność odpowiedzi swobodnej, stabilność odpowiedzi wymuszonej, kryterium Hurwitza, odpowiedź przejściowa i ustalona, stan przejściowy i stan ustalony)
T-W-1Modele matematyczne jednowymiarowego układu dynamicznego (podstawowe równanie różniczkowe, wielomian charakterystyczny układu, mody układu, odpowiedź swobodna i wymuszona, zera i bieguny transmitancji, postać nieredukowalna transmitancji, model w przestrzeni stanu, macierz fundamentalna układu i rozwiązanie równania stanu)
T-W-2Charakterystyki czasowe i klasyfikacja podstawowych członów dynamicznych (charakterystyka impulsowa i skokowa, element proporcjonalny, całkujący, inercyjny I rzędu, różniczkujący idealny i rzeczywisty, całkujący z inercją, inercyjny II rzędu, oscylacyjny, opóźniający)
T-W-11Analiza układów z dyskretnym czasem (próbkowanie i ekstrapolacja sygnałów, dyskretna transmitancja operatorowa, zastępcza dyskretna transmitancja układu ciągłego, stabilność układu dyskretnego, kryterium Jury)
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin z wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie posiada wystarczajacej wiedzy z zakresu modelowania liniowych układów dynamicznych
3,0Student posiada podstawową wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego, ale czasami popelnia błędy przy jej wykorzystaniu
3,5Student posiada podstawową wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i z reguły wie jak z niej korzystać
4,0Student posiada wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i umie z niej korzystać
4,5Student posiada pełną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i umie z niej korzystać
5,0Student posiada pełną wiedzę z zakresu modelowania układów dynamicznych z pomocą transmitancji i modelu stanowego i umie z niej efektywnie korzystać
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C08_W02Student zna klasyczne metody analizy i syntezy liniowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W06Ma uporządkowaną wiedzę z teorii sterowania i systemów w zakresie opisu, analizy i syntezy układów sterowania.
Cel przedmiotuC-2Nauczyć studenta formułować i rozwiązywać typowe zadania syntezy liniowych układów sterowania metodami klasycznymi
Treści programoweT-W-4Układ sterowania z jednostkowym sprzężeniem zwrotnym (zadanie syntezy układu sterowania, stabilność wewnętrzna układu sterowania, wymagania w stanie ustalonym, układ statyczny i astatyczny, wymagania w stanie przejściowym)
T-W-5Podstawy metody linii pierwiastkowych (obszar pożądanego położenia biegunów, wykres linii pierwiastkowej, dobór regulatora typu P, rozszerzenie metody)
T-W-6Regulatory (regulatory typu PID i ich podstawowe właściwości, dobór nastaw regulatorów PID, regulator opóźniający i przyspieszający fazę)
T-W-7Podstawy metody częstotliwościowej syntezy układu sterowania (transmitancja widmowa układu otwartego i zamkniętego, wykres Nyquista, twierdzenie Nyquista, wymagania w dziedzinie częstotliwości, dobór regulatora typu P metodą częstotliwościową)
T-W-12Cyfrowy układ sterowania (pojęcie cyfrowego układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, cyfrowy regulator PID, wymagania wobec cyfrowego układu sterowania)
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin z wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie posiada wystarczajacej wiedzy z klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania
3,0Student posiada podstawową wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania, ale czasami popelnia błędy przy jej wykorzystaniu
3,5Student posiada podstawową wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie potrafi jej w pelni wykorzystać
4,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie zawsze efektywnie z niej korzysta
4,5Student posiada pelną wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania i efektywnie z niej korzysta
5,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu klasycznych metod analizy i syntezy ukladów sterowania i bezbłędnie ją wykorzystuje
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C08_W03Student zna zaawansowane metody przestrzeni stanu syntezy liniowych układów sterowania z czasem ciągłym i dyskretnym
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W06Ma uporządkowaną wiedzę z teorii sterowania i systemów w zakresie opisu, analizy i syntezy układów sterowania.
Cel przedmiotuC-3Nauczyć studenta formułować i rozwiązywać typowe złożone zadania syntezy liniowych układów sterowania metodą przestrzeni stanu
Treści programoweT-W-8Metoda przestrzeni stanu syntezy układu sterowania (równoważność modeli w przestrzeni stanu, sterowalność i obserwowalność, realizacje kanoniczne, realizacja minimalna
T-W-13Dyskretny model w przestrzeni stanu (podstawowe właściwości dyskretnego modelu w przestrzeni stanu, sprzężenie zwrotne od stanu i przesuwanie biegunów, obserwator stanu)
T-W-9Sprzężenie zwrotne od stanu i lokowanie biegunów, pełnowymiarowy obserwator asymptotyczny, projektowanie układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem, błąd położeniowy i prędkościowy
T-W-10Zadanie asymptotycznego śledzenia i ogólny problem regulatora w przestrzeni stanu
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin z wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie posiada wystarczajacej wiedzy z nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania
3,0Student posiada podstawową wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania, ale czasami popelnia błędy przy jej wykorzystaniu
3,5Student posiada podstawową wiedzę z zakresu nowoczasnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie potrafi jej w pelni wykorzystać
4,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania, ale nie zawsze efektywnie z niej korzysta
4,5Student posiada pelną wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania i efektywnie z niej korzysta
5,0Student posiada pelną wiedzę z zakresu nowoczesnej metody stanowej analizy i syntezy ukladów sterowania i bezbłędnie ją wykorzystuje
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C07_U01Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Cel przedmiotuC-1Nauczyć studenta tworzyć liniowe modele matematyczne jednowymiarowych układów dynamicznych wykorzystywane w teorii układów sterowania.
Treści programoweT-A-1Wyprowadzanie modeli matematycznych układów dynamicznych
T-A-2Badanie stabilności układu dynamicznego metodą Hurwitza
T-A-4Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych wybranych członów dynamicznych
T-A-9Wyznaczanie dyskretnego modelu w przestrzeni stanu
T-A-11Zaliczenie ćwiczeń
T-L-1Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem ciągłym
T-L-3Badanie charakterystyk czasowych podstawowych członów dynamicznych
T-L-6Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych
T-L-11Tworzenie i przekształcanie modeli matematycznych układu dynamicznego z czasem dyskretnym
T-L-8Tworzenie i przekształcanie modeli w przestrzeni stanu
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Ćwiczenia laboratoryjne na stanowiskach
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena z ćwiczeń audytoryjnych wysawiana na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego
S-2Ocena formująca: Krótki sprawdziań pisemny przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie posiada umiejętności tworzenia modeli matematycznych obiektów sterowania
3,0Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy, ale popełnia błędy
3,5Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy, ale popełnia niezbyt istotne błędy
4,0Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy, chociaż nie zawsze w sposób efektywny
4,5Student umie stworzyć model matematyczny prostego obiektu sterowania, wykorzystując opis transmitancyjny i stanowy i robi to efektywnie
5,0Student umie tworzyć efektywne modele matematyczny prostych obiektów sterowania, prawidłowo ykorzystując opis transmitancyjny i stanowy
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C08_U02Student umie sformułować typowe zadanie sterowania i wykorzystując metody klasyczne zaprojektować układ sterowania realizujacy to zadanie. Umie także przeanalizować i zoptymalizować działanie tego układu.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Cel przedmiotuC-2Nauczyć studenta formułować i rozwiązywać typowe zadania syntezy liniowych układów sterowania metodami klasycznymi
Treści programoweT-A-10Badanie stabilności cyfrowego układu sterowania
T-A-3Wyznaczanie nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych
T-A-4Wykreślanie charakterystyk częstotliwościowych wybranych członów dynamicznych
T-A-5Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową
T-L-2Badanie stabilności układu dynamicznego
T-L-4Odcinkowe i całkowe kryteria jakości układu sterowania
T-L-5Dobór nastaw regulatora typu P metodą linii pierwiastkowych
T-L-7Dobór nastaw regulatora typu P metodą częstotliwościową
T-L-12Badanie stabilności i jakości cyfrowego układu sterowania
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Ćwiczenia laboratoryjne na stanowiskach
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena z ćwiczeń audytoryjnych wysawiana na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego
S-2Ocena formująca: Krótki sprawdziań pisemny przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi sformulować typowego zadania sterowania i zaprojektować układu sterowania realizujacego to zadanie metodami klasycznymi
3,0Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie, ale popełnia przy tym błędy
3,5Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie, ale czasami zdarzają mu się nieistotne błędy
4,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie, ale nie zawsze robi to efektywnie
4,5Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie
5,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie oraz efektywnie zaprojektować metodami klasycznym układ sterowania realizujacy to zadanie
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C08_U03Student umie sformułować złożone zadanie sterowania i wykorzystując metodę przestrzeni stanu zaprojektować układ sterowania realizujacy to zadanie. Umie także przeanalizować i zoptymalizować działanie tego układu
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Cel przedmiotuC-3Nauczyć studenta formułować i rozwiązywać typowe złożone zadania syntezy liniowych układów sterowania metodą przestrzeni stanu
Treści programoweT-A-6Wyznaczanie macierzy wzmocnień sprzężenia zwrotnego od stanu dla obiektu drugiego rzędu
T-A-7Wyznaczanie obserwatora stanu dla obiektu drugiego rzędu
T-A-9Wyznaczanie dyskretnego modelu w przestrzeni stanu
T-L-13Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych
T-L-10Synteza układu sterowania ze sprzężeniem zwrotnym i obserwatorem
T-L-9Przesuwanie biegunów układu sterowania za pomocą sprzężenia zwrotnego od stanu
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Ćwiczenia laboratoryjne na stanowiskach
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena z ćwiczeń audytoryjnych wysawiana na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego
S-2Ocena formująca: Krótki sprawdziań pisemny przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi sformulować typowego zadania sterowania i zaprojektować układu sterowania realizujacego to zadanie metodą przestrzeni stanu
3,0Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować nowoczesną metodą stanową układ sterowania realizujący to zadanie, ale popełnia przy tym błędy
3,5Student potrafi sformulować typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie, ale czasami zdarzają mu się nieistotne błędy
4,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie, ale nie zawsze robi to efektywnie
4,5Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie
5,0Student potrafi sformulować prawidłowo typowe zadanie sterowania i w pelni poprawnie oraz efektywnie zaprojektować metodą stanową układ sterowania realizujacy to zadanie