Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Bezpieczeństwo funkcjonalne systemów przemysłowych

Sylabus przedmiotu Sterowanie odporne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Sterowanie odporne
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Zbigniew Emirsajłow <Zbigniew.Emirsajlow@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Maja Kocoń <Maja.Kocon@zut.edu.pl>, Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl>, Adam Łukomski <Adam.Lukomski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW1 30 2,00,62egzamin
laboratoriaL1 30 2,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość matematyki i teorii sterowania na poziomie studiów I stopnia kierunku automatyka i robotyka

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z metodami modelowania niepewności w modelu matematycznym obiektu
C-2Nauczenie studentów metody syntezy układu sterowania z niepewnym obiektem opartej na aparacie przestrzeni H-inf

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Badanie stabilności jednowymiarowego układu sterowania z zaburzeniem modułu i fazy układu otwartego4
T-L-2Modelowanie zaburzeń addytywnych i multiplikatywnych modelu matematycznego obiektu4
T-L-3Modelowanie niepewności parametrycznych modelu matematycznego obiektu4
T-L-4Parametryzacja regulatora stabilizującego obiekt sterowania2
T-L-5Wyznaczanie normy H-2 i H-inf układu opisanego modelem w przestrzeni stanu2
T-L-6Sformułowanie i rozwiązanie zadania syntezy układu sterowania metodą przestrzeni H-inf z wykorzystaniem oprogramowania Matlab4
T-L-7Zadanie syntezy regulatora metodą przestrzeni H-inf. Cz. I : Badanie odporności stabilności układu sterowania z niepewnym obiektem4
T-L-8Zadania syntezy regulatora metodą przestrzeni H-inf. Cz. II : Badanie odporności jakości układu sterowania z niepewnym obiektem4
T-L-9Zaliczenie2
30
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do sterowania odpornego, zakłócenia i zaburzenia, przegląd zagadnień.2
T-W-2Liniowy układ sterowania, podstawowe właściwości4
T-W-3Przestrzenie sygnałów i układów4
T-W-4Uogólniony model układu sterowania2
T-W-5Analiza stabilności niepewnego układu sterowania6
T-W-6Analiza jakości niepewnego układu sterowania4
T-W-7Synteza regulatora w przestrzeni H-inf4
T-W-8Synteza odpornego układu sterowania4
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych10
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia10
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studiowanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu8
A-W-4Egzamin2
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Ćwiczenia z użyciem komputera
M-3Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
S-2Ocena 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_2A_C02_W01
Student zna podstawowe metody opisu niepewności modelu matematycznego obiektu sterowania
AR_2A_W03C-1T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-2M-1S-2
AR_2A_C02_W02
Student ma wiedzę z zakresu analizy i syntezy ukladu sterowania z niepewnym obiektem
AR_2A_W03C-2T-W-1, T-W-8, T-W-7, T-W-5, T-W-6M-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_2A_C02_U01
Student potrafi tworzyć modele matematyczne obiektów z niepewnościami parametrycznymi i dynamicznymi
AR_2A_U03C-1T-L-5, T-L-2, T-L-6, T-L-3, T-L-4M-2, M-3S-1
AR_2A_C02_U02
Student potrafi zaprojektować układ sterowania niepewnym obiektem wykorzystując w tym celu aparat przestrzeni H-inf
AR_2A_U03C-2T-L-1, T-L-7, T-L-6, T-L-8M-2, M-3S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_2A_C02_W01
Student zna podstawowe metody opisu niepewności modelu matematycznego obiektu sterowania
2,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0
AR_2A_C02_W02
Student ma wiedzę z zakresu analizy i syntezy ukladu sterowania z niepewnym obiektem
2,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_2A_C02_U01
Student potrafi tworzyć modele matematyczne obiektów z niepewnościami parametrycznymi i dynamicznymi
2,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0
AR_2A_C02_U02
Student potrafi zaprojektować układ sterowania niepewnym obiektem wykorzystując w tym celu aparat przestrzeni H-inf
2,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0

Literatura podstawowa

  1. K. Zhu, J.C. Doyle, Essentials of Robust Control, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1998
  2. M. Green, D. Limebeer, Linear Robust Control, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1995
  3. Da-Wei Gu, P.H. Petkov, M.M. Konstantinov, Robust Control Design with MATLAB, Springer-Verlag, London, 2013

Literatura dodatkowa

  1. J.B. Burl, Linear Optimal Control, H-2 and H-inf Methods, Addison-Wesley, Menlo Park, 1999

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Badanie stabilności jednowymiarowego układu sterowania z zaburzeniem modułu i fazy układu otwartego4
T-L-2Modelowanie zaburzeń addytywnych i multiplikatywnych modelu matematycznego obiektu4
T-L-3Modelowanie niepewności parametrycznych modelu matematycznego obiektu4
T-L-4Parametryzacja regulatora stabilizującego obiekt sterowania2
T-L-5Wyznaczanie normy H-2 i H-inf układu opisanego modelem w przestrzeni stanu2
T-L-6Sformułowanie i rozwiązanie zadania syntezy układu sterowania metodą przestrzeni H-inf z wykorzystaniem oprogramowania Matlab4
T-L-7Zadanie syntezy regulatora metodą przestrzeni H-inf. Cz. I : Badanie odporności stabilności układu sterowania z niepewnym obiektem4
T-L-8Zadania syntezy regulatora metodą przestrzeni H-inf. Cz. II : Badanie odporności jakości układu sterowania z niepewnym obiektem4
T-L-9Zaliczenie2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do sterowania odpornego, zakłócenia i zaburzenia, przegląd zagadnień.2
T-W-2Liniowy układ sterowania, podstawowe właściwości4
T-W-3Przestrzenie sygnałów i układów4
T-W-4Uogólniony model układu sterowania2
T-W-5Analiza stabilności niepewnego układu sterowania6
T-W-6Analiza jakości niepewnego układu sterowania4
T-W-7Synteza regulatora w przestrzeni H-inf4
T-W-8Synteza odpornego układu sterowania4
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych10
A-L-3Przygotowanie do zaliczenia10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studiowanie literatury10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu8
A-W-4Egzamin2
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_2A_C02_W01Student zna podstawowe metody opisu niepewności modelu matematycznego obiektu sterowania
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W03Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z teorii sterowania i systemów.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z metodami modelowania niepewności w modelu matematycznym obiektu
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do sterowania odpornego, zakłócenia i zaburzenia, przegląd zagadnień.
T-W-3Przestrzenie sygnałów i układów
T-W-4Uogólniony model układu sterowania
T-W-2Liniowy układ sterowania, podstawowe właściwości
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin z wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_2A_C02_W02Student ma wiedzę z zakresu analizy i syntezy ukladu sterowania z niepewnym obiektem
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W03Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z teorii sterowania i systemów.
Cel przedmiotuC-2Nauczenie studentów metody syntezy układu sterowania z niepewnym obiektem opartej na aparacie przestrzeni H-inf
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do sterowania odpornego, zakłócenia i zaburzenia, przegląd zagadnień.
T-W-8Synteza odpornego układu sterowania
T-W-7Synteza regulatora w przestrzeni H-inf
T-W-5Analiza stabilności niepewnego układu sterowania
T-W-6Analiza jakości niepewnego układu sterowania
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Pisemny egzamin z wykładów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Średnia z ocen z zadań egzaminacyjnych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_2A_C02_U01Student potrafi tworzyć modele matematyczne obiektów z niepewnościami parametrycznymi i dynamicznymi
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U03Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z metodami modelowania niepewności w modelu matematycznym obiektu
Treści programoweT-L-5Wyznaczanie normy H-2 i H-inf układu opisanego modelem w przestrzeni stanu
T-L-2Modelowanie zaburzeń addytywnych i multiplikatywnych modelu matematycznego obiektu
T-L-6Sformułowanie i rozwiązanie zadania syntezy układu sterowania metodą przestrzeni H-inf z wykorzystaniem oprogramowania Matlab
T-L-3Modelowanie niepewności parametrycznych modelu matematycznego obiektu
T-L-4Parametryzacja regulatora stabilizującego obiekt sterowania
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia z użyciem komputera
M-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 2, 3, 4 i 5 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_2A_C02_U02Student potrafi zaprojektować układ sterowania niepewnym obiektem wykorzystując w tym celu aparat przestrzeni H-inf
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U03Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
Cel przedmiotuC-2Nauczenie studentów metody syntezy układu sterowania z niepewnym obiektem opartej na aparacie przestrzeni H-inf
Treści programoweT-L-1Badanie stabilności jednowymiarowego układu sterowania z zaburzeniem modułu i fazy układu otwartego
T-L-7Zadanie syntezy regulatora metodą przestrzeni H-inf. Cz. I : Badanie odporności stabilności układu sterowania z niepewnym obiektem
T-L-6Sformułowanie i rozwiązanie zadania syntezy układu sterowania metodą przestrzeni H-inf z wykorzystaniem oprogramowania Matlab
T-L-8Zadania syntezy regulatora metodą przestrzeni H-inf. Cz. II : Badanie odporności jakości układu sterowania z niepewnym obiektem
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia z użyciem komputera
M-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe z ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu jest mniejsza niż 3.0
3,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.0-3.25
3,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.26-3.75
4,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 3.76-4.25
4,5Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.26-4.75
5,0Ocena otrzymana jako 40% średniej oceny ze sprawozdań nr 1, 6, 7 i 8 oraz 60% średniej z oceny z zadań zaliczeniowych z tego zakresu mieści się w przedziale 4.76-5.0