Szkoła Doktorska - Szkoła Doktorska
specjalność: inżynieria materiałowa
Sylabus przedmiotu Rachunek różniczkowy niecałkowitego rzędu i jego zastosowania:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Szkoła Doktorska | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | |
| Stopnień naukowy absolwenta | doktor | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK | ||
| Profil | |||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Rachunek różniczkowy niecałkowitego rzędu i jego zastosowania | ||
| Specjalność | automatyka, elektronika i elektrotechnika | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki Przemysłowej i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Stefan Domek <Stefan.Domek@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Stefan Domek <Stefan.Domek@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 9 | Grupa obieralna | 3 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaawansowane metody matematyczne, Teoria sterowania, Systemy nieliniowe, Zaawansowane algorytmy sterowania |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie doktorantów z teorią systemów niecałkowitego rzędu, ich właściwościami i możliwością zastosowań |
| C-2 | Nabycie przez doktoranta umiejętności znalezienia informacji naukowych na temat systemów niecałkowitego rzędu oraz krytycznej ich oceny w trakcie dyskusji naukowej |
| C-3 | Wskazanie doktorantom potrzeby ciągłego podnoszenia kwalifikacji zawodowych i krytycznego analizowania najnowszych osiągnięć w dyscyplinie Automatyka i robotyka |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Realizacja regulatora PID niecałkowitego rzędu w środowisku Matlab. | 7 |
| T-P-2 | Badania symulacyjne zrealizowanego regulatora | 3 |
| 10 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Rys historyczny. Definicje pochodnych i całek niecałkowitych rzędów. Podstawowe właściwości rachunku różniczkowego niecałkowitego rzędu. Różnice i sumy niecałkowitego rzędu. | 5 |
| T-W-2 | Transformata Laplacea pochodnej i całki niecałkowitych rzędów. Opis w przestrzeni stanu liniowych i nieliniowych układów niecałkowitego rzędu. Stabilność liniowych układów niecałkowitego rzędu. | 5 |
| T-W-3 | Zastosowanie rachunku różniczkowego niecałkowitego rzędu w technice. Regulatory niecałkowitego rzędu. | 5 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 10 |
| A-P-2 | Poszerzenie wiedzy na temat specjalistycznych przyborników MATLABA | 10 |
| A-P-3 | Rozszerzenie umiejętności pisania programów w środowisku Matlab z użyciem specjalizowanych przyborników | 10 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Analiza literatury i poszerzenie wiedzy z wykładów | 35 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 10 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny, wykład problemowy, dyskusja dydaktyczna |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Okresowe sprawdzenie wiedzy w zakresie najważniejszych efektów cząstkowych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Sprawdzenie wiedzy w zakresie założonych efektów |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SD_3-_SzDE04dAEE_W01 Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze podstawowym dla nowoczesnej teorii sterowania i jej zastosowań oraz szczegółową na temat systemów niecałkowitego rzędu | SD_3_W03, SD_3_W06, SD_3_W02, SD_3_W07, SD_3_W01 | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3 | M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SD_3-_SzDE04dAEE_U01 Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych oraz dokonywać właściwej selekcji tych informacji w zakresie systemów niecałkowitego rzędu a także prowadzić dyskusję naukową na ten temat | SD_3_U05, SD_3_U03, SD_3_U06, SD_3_U02, SD_3_U04 | — | C-2 | T-W-3 | M-1 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SD_3-_SzDE04dAEE_K01 Ma potrzebę ciągłego podnoszenia kwalifikacji zawodowych i krytycznego analizowania najnowszych osiągnięć w dyscyplinie Automatyka, elektronika i i elektrotechnika | SD_3_K05, SD_3_K04, SD_3_K01 | — | C-3 | T-W-3 | M-1 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| SD_3-_SzDE04dAEE_W01 Ma wiedzę na zaawansowanym poziomie, o charakterze podstawowym dla nowoczesnej teorii sterowania i jej zastosowań oraz szczegółową na temat systemów niecałkowitego rzędu | 2,0 | |
| 3,0 | Doktorant ma wiedzę o charakterze ponadpodstawowym dla nowoczesnej teorii sterowania w zakresie systemów niecałkowitego rzędu i ich zastosowań | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| SD_3-_SzDE04dAEE_U01 Potrafi zdobywać informacje naukowe z różnych źródeł, także obcojęzycznych oraz dokonywać właściwej selekcji tych informacji w zakresie systemów niecałkowitego rzędu a także prowadzić dyskusję naukową na ten temat | 2,0 | |
| 3,0 | Doktorant potrafi znaleźć najnowsze informacje naukowe w zakresie systemów niecałkowitego rzędu i ich zastosowań, korzystać w podstawowym zakresie z opisywanych tam metod i narzędzi oraz ocenić je w dyskusji | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| SD_3-_SzDE04dAEE_K01 Ma potrzebę ciągłego podnoszenia kwalifikacji zawodowych i krytycznego analizowania najnowszych osiągnięć w dyscyplinie Automatyka, elektronika i i elektrotechnika | 2,0 | |
| 3,0 | Doktorant jest zorientowany na potrzebę ciągłego podnoszenia kwalifikacji i analizowania najnowszych osiągnięć w dyscyplinie Automatyka, elektronika i i elektrotechnika | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Kaczorek T., Selected problems of fractional systems theory, Lecture Notes in Control and Information Sciences, vol. 411, Springer, Berlin, 2011
- Shantanu D., Functional fractional calculus for system identification and controls, Springer Verlag, Berlin, 2008
- Ostalczyk P., Zarys rachunku różniczkowo-całkowego ułamkowych rzędów. Teoria i zastosowanie w automatyce, Komitet Automatyki i Robotyki PAN, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2008
- Oustaloup A., Mathieu B., Lanusse P., The CRONE control of resonant plants: application to a flexible transmission, European J. Contr., Vol. 1, pp. 113–121, 1995
- Xue D. and Chen Y., A comparative introduction of four fractional order controllers, Proc. 4th IEEE World Congress on Intelligent Contr. and Autom., pp. 3228–3235, Shanghai, China, 2002
- Domek S., Rachunek różniczkowy ułamkowego rzędu w regulacji predykcyjnej, Wydawnictwo Uczelniane ZUT w Szczecinie, Szczecin, 2013
Literatura dodatkowa
- Podlubny I., Dorcak L., Kostial I., On fractional derivatives, fractional-order systems and PI(mi)D(lambda)-controllers, Proc. 36th IEEE Conf. on Decision and Control, pp. 4985–4990, San Diego, 1997
- Domek S., Fuzzy predictive control of fractional-order nonlinear discrete-time systems, Acta Mechanica et Automatica, Vol. 5, No. 2, pp. 23–26, 2011
- Dzieliński A., Sierociuk D., Sarwas G., Some applications of fractional order calculus, Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, Vol. 58, No. 4, pp. 583−592, 2010
- Monje C. A., Chen Y. Q., Vinagre B. M., Xue D., Feliu V., Fractional order systems and controls - Fundamentals and applications, Springer Verlag (Advances in industrial control series), 2010
- Muddu Madakyaru M., Narang A., Patwardhan S. C., Development of ARX models for predictive control using fractional order and orthonormal basis filter parametrization, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 48, No. 19, pp. 8966–8979, 2009
- Romero M., Vinagre B. M., De Madrid Á. P., GPC Control of a Fractional–Order Plant: Improving Stability and Robustness, Proc. 17th IFAC World Congress, Seoul, pp. 14266–14271, 2008