Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy automatyki:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy automatyki | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Technologii Mechanicznej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Andrzej Bodnar <Andrzej.Bodnar@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Arkadiusz Parus <Arkadiusz.Parus@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Student powinien posiadać podstawową wiedzę z zakresu fizyki, elektrotechniki i mechaniki. Powinien posiadać umiejętność posługiwania się liczbami zespolonymi, rachunkiem całkowym i macierzowym, znać sposoby rozwiązywania liniowych równań różniczkowych 1. rzędu. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Poznanie typowych dla automatyki metod opisu obiektów liniowych, doboru regulatorów, oceny jakości regulacji. |
| C-2 | Nabycie umiejętności opisu obiektów regulacji i oceny jej jakości, doboru regulatorów, znajdywania odpowiedzi na zadane sygnały wejściowe. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Opis matematyczny układów fizycznych i obiektów regulacji. | 2 |
| T-A-2 | Wyznaczanie transmitancji częstotliwościowych i odpowiedzi ustalonej na sygnał harmoniczny. | 2 |
| T-A-3 | Wyznaczanie odpowiedzi impulsowej i skokowej. | 5 |
| T-A-4 | Badanie warunków stabilności. | 3 |
| T-A-5 | Wyznaczanie uchybu statycznego i transmitancji zakłóceniowej. | 3 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Modelowanie liniowego systemu dynamicznego. Przekształcenie Laplace’a. | 4 |
| T-L-2 | Transmitancja operatorowa i częstotliwościowa, charakterystyki logarytmiczne. | 2 |
| T-L-3 | Odpowiedź skokowa i impulsowa. | 2 |
| T-L-4 | Stabilność układów liniowych. Kryteria stabilności Hurwitza i Nyquista. Zapas stabilności. | 2 |
| T-L-5 | Sprzężenie zwrotne | 2 |
| T-L-6 | Dobór nastaw regulatora PID | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Układy sterowania i regulacji, sprzężenie zwrotne. Obiekty regulacji: opis matematyczny, charakterystyki statyczne, przykłady. | 5 |
| T-W-2 | Przekształcenie Laplace’a. Transmitancja operatorowa i częstotliwościowa, charakterystyki logarytmiczne. odpowiedź skokowa i impulsowa. | 6 |
| T-W-3 | Charakterystyki podstawowych elementów liniowych. Schematy blokowe i ich redukcja. | 3 |
| T-W-4 | Stabilność układów liniowych. Kryteria stabilności Hurwitza i Nyquista. Zapas stabilności. | 6 |
| T-W-5 | Podstawowe typy regulatorów. Jakość regulacji, błędy statyczne i dynamiczne, transmitancja uchybowa, pasmo przepustowe. Wskaźniki jakości: odcinkowe, całkowe, częstotliwościowe. Położenie biegunów a jakość regulacji i stabilność. Reguły Zieglera-Nicholsa doboru nastaw regulatorów. Użycie charakterystyk logarytmicznych przy doborze regulatora. | 6 |
| T-W-6 | Układy o wielu wejściach i wyjściach. Zmienne stanu, przestrzeń fazowa, związek z transmitancją. Pojęcia sterowalności i obserwowalności. | 4 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestniczenie w ćwiczeniach. | 15 |
| A-A-2 | Samodzielne rozwiązywanie zadań. | 14 |
| A-A-3 | Studiowanie podręczników. | 9 |
| A-A-4 | Konsultacje, | 1 |
| 39 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych. | 15 |
| A-L-2 | Przygotowywanie się do ćwiczeń laboratoryjnych. | 13 |
| A-L-3 | Opracowywanie sprawozdań. | 6 |
| A-L-4 | Zaliczenia i konsultacje. | 4 |
| 38 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestniczenie w wykładach. | 30 |
| A-W-2 | Studiowanie literatury. | 12 |
| A-W-3 | Samodzielne rozwiązywanie zadań. | 12 |
| A-W-4 | Przygotowanie się do egzaminu; egzamin. | 18 |
| A-W-5 | Konsultacje. | 1 |
| 73 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z elementami ćwiczeń przedmiotowych. |
| M-2 | Ćwiczenia przedmiotowe (audytoryjne). |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena i zliczanie ustne poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Sprawdziany pisemne. Egzamin. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_B17_W01 Student posiada wiedzę na temat opisu, oceny jakości i badania układów sterowania oraz doboru regulatorów do obiektów liniowych i linearyzowalnych. | ME_1A_W02, ME_1A_W03, ME_1A_W07 | T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02, InzA_W05 | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-A-1 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_B17_U01 Student posiada praktyczne umiejętności opisu, oceny jakości i badania układów sterowania oraz doboru regulatorów do obiektów liniowych i linearyzowalnych. Potrafi poprawnie posługiwać się językiem automatyki. | ME_1A_U04, ME_1A_U09, ME_1A_U13 | T1A_U05, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15 | InzA_U02, InzA_U06, InzA_U07 | C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-5, T-A-4 | M-1, M-2, M-3 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_B17_W01 Student posiada wiedzę na temat opisu, oceny jakości i badania układów sterowania oraz doboru regulatorów do obiektów liniowych i linearyzowalnych. | 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 akresu 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 w pełni opanował wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_B17_U01 Student posiada praktyczne umiejętności opisu, oceny jakości i badania układów sterowania oraz doboru regulatorów do obiektów liniowych i linearyzowalnych. Potrafi poprawnie posługiwać się językiem automatyki. | 2,0 | Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań. Przy wykonywaniu ćwiczeń laboratoryjnych nie potrafi wyjaśnić sposobu pomiaru i ma problemy z formułowaniem wniosków. |
| 3,0 | Student rozwiązuje zadania metodami nieoptymalnymi. Popełnia pomyłki w obliczeniach. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie, ale w sposób bierny. | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania najczęściej rozwiązuje metodami optymalnymi. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie, jest aktywny, potrafi interpretować wyniki pomiarów. W stopniu dobrym opanował język automatyki. | |
| 4,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania rozwiązuje metodami optymalnymi. Potrafi wykorzystywać właściwe techniki komputerowe. Ćwiczenia praktyczne realizuje wzorowo, w sposób aktywny, potrafi ocenić metodę i wyniki badań. Opanował język automatyki. |
Literatura podstawowa
- Chłędowski M., Wykłady z automatyki dla mechaników, Ofic. Wydaw. PRz, Rzeszów, 2003
- Mikulski J., Podstawy automatyki – liniowe układy regulacji, Wydaw. PŚl, Gliwice, 2001
- Mazurek J., Vogt H., Żydanowicz W., Podstawy automatyki, Ofic. Wydaw. PW, Warszawa, 2002
Literatura dodatkowa
- Stefański T., Teoria sterowania. Cz. I: Modelowanie matematyczne, analiza i synteza układów liniowych, Pol. Świętokrzyska, Kielce, 1997