| Pole | KOD | Znaczenie kodu |
|---|
| Zamierzone efekty kształcenia | AR_2A_C24_W01 | Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do:
- opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów,
- rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki,
- optymalizacji układów automatycznego sterowania.
W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających. |
|---|
| Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | AR_2A_W04 | Ma poszerzoną i podbudowaną teoretycznie wiedzę o sterowaniu procesami w ujęciu dyskretnym oraz hybrydowym. |
|---|
| AR_2A_W03 | Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z teorii sterowania i systemów. |
| Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | T2A_W03 | ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów |
|---|
| T2A_W04 | ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów |
| Cel przedmiotu | C-1 | Poznanie zadań i sposobów sterowania pływającymi jednostkami morskimi, w ruchu po trajektorii oraz podczas stabilizacji położenia jednostki względem punktu odniesienia na dnie morza (DSP). |
|---|
| C-2 | Poznanie zasad tworzenia matematycznych modeli ruchów jednostki pływającej w wielu stopniach swobody ruchu oraz modeli uproszczonych opisujących ruchy jednostek morskich w 1DOF, 2DOF i 3DOF, stosowanych w zagadnieniach automatycznej regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości postępowej statku, stabilizacji pozycji i kursu statku wiertniczego (platformy) nad punktem wiercenia na dnie morza. |
| C-3 | Poznanie ważniejszych podsystemów i zadań przez nie realizowanych w strukturach systemów sterowania pływającymi jednostkami morskimi. |
| C-4 | Poznanie sposobów sterowania kursem i prędkością statku oraz kursem i pozycją jednostek pływających w układach automatycznego i manualnego sterowania wspomaganego komputerowo oraz metod projektowania takich układów z użyciem techniki symulacyjnej. |
| Treści programowe | T-W-1 | Wprowadzenie, omówienie sposobów i zadań sterowania ruchem jednostek pływających, w tym: automatyczna regulacja kursu statku w ruchu prostoliniowym, stabilizacja kursu i prędkości postępowej statku oraz sterowanie wzdłuż trajektorii wg punktów geograficznych. Sterowanie położeniem statku względem punktu odniesienia DSP (Dynamic Ship Positioning). Przegląd struktur systemów sterowania: systemy pomiarowe, systemy napędowe, ważniejsze podsystemy układu sterowania (obliczanie pozycji statku, rozdział sił naporu na pędniki). Synteza optymalnego LQR/LQG regulatora wielowymiarowowego, projektowanie układów z regulatorami autonomicznymi PID, adaptacyjne regulatory modalne i wieloregulatorowe (przełączalne) struktury regulatorów modalnych. |
|---|
| T-L-1 | Wybór i implementacja modelu statku wraz z modelem zakłóceń morskich (prąd, wiatr, falowanie) z użyciem pakietu MATLAB/Simulink. |
| T-L-2 | Linearyzacja modelu ruchów statku dla zadanych pozycji (reżymów) pracy statku. |
| T-W-2 | Matematyczne modele ruchów statku: układy odniesienia w opisach położenia i orientacji bryły statku, zasady tworzenia matematycznych modeli statku, badania basenowe. Ruch ogólny statku w 6 stopniach swobody ruchu (6 DOF) oraz ruchy w 3 DOF i 1 DOF, modelowanie zakłóceń środowiskowych. Liniowe modele matematyczne statku: Nomoto II, Becha, Van Leeuvena. Nieliniowy model ruchów wolnozmiennych statku wiertniczego "Wimpey Sealab" w 3 DOF. |
| T-W-3 | Synteza adaptacyjnego układu sterowania położeniem statku wiertniczego nad punktem wiercenia na podstawie zlinearyzowanego modelu ruchów wolnozmiennych statku w 3 DOF z zastosowaniem wielowymiarowych regulatorów modalnych budowanych z użyciem obserwatora Luenbergera pełnego rzędu lub filtru Kalmana. |
| T-L-3 | Dobór macierzy wagowych w kryterium sterowania optymalnego LQR/LQG (przy dostępnym wektorze stanu obiektu) oraz wyznaczenie biegunów zamkniętego układu sterowania z doborem wartości biegunów obserwatora Luenbegera pełnego rzędu. |
| T-L-4 | Badania układu regulacji położenia i kursu statku za pomocą modalnego regulatora MIMO zaprojektowanego dla wybranych punktów pracy (pozycji i kąta kursowego). |
| T-L-5 | Badania układu sterowanie położeniem i kursem statku w pętli otwartej ze statycznym odsprzęgnięciem układu. |
| Metody nauczania | M-1 | Wykład informacyjny |
|---|
| M-2 | Wykład problemowy |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne z zastosowaniem projektowania i techniki symulacji komputerowych |
| Sposób oceny | S-1 | Ocena formująca: Oceny wystawiane na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń |
|---|
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie z oceną wystawiona na podstawie testu pisemnego i rozmowy ze studentem. |
| Kryteria oceny | Ocena | Kryterium oceny |
|---|
| 2,0 | |
| 3,0 | Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do:
- opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów,
- rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki,
- optymalizacji układów automatycznego sterowania.
W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających. |
| 3,5 | |
| 4,0 | |
| 4,5 | |
| 5,0 | |