Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Modelowanie i identyfikacja procesów:
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 | Modelowanie i identyfikacja procesów | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Przemysław Orłowski <Przemyslaw.Orlowski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wcześniej należy uzyskać wiedzę i umiejętności związane z przedmiotami: Metody matematyczne automatyki i robotyki, Teoria sterowania, Podstawy automatyki i robotyki, Metody optymalizacji. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Poznanie sposobów tworzenia matematycznych modeli procesów dynamicznych na podstawie praw fizyko-chemicznych rządzących procesem. |
| C-2 | Poznanie metod modelowania złożonych procesów dynamicznych z użyciem nowoczesnej techniki cyfrowej. |
| C-3 | Poznanie inżynierskich metod identyfikacji parametrów typowych modeli liniowych na podstawie charakterystyk czasowych obiektu pomierzonych w eksperymencie czynnym. |
| C-4 | Poznanie algorytmów i narzędzi do identyfikacji parametrów modeli transmitacyjnych obiektu. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Modele matematyczne układu akumulacyjnego i implementacja w środowisku MATLAB/Simulink | 2 |
| T-L-2 | Modelowanie matematyczne układu zbiorników z odpływem grawitacyjnym na podstawie bilansu i praw fizyki, symulacja | 2 |
| T-L-3 | Modele matematyczne układów wielu zbiorników na podstawie bilansu, linearyzacja metodą siecznycznych, przekształcanie modeli, symulacja | 2 |
| T-L-4 | Graficzna identyfikacja parametrów modelu Küpfmüllera | 2 |
| T-L-5 | Identyfikacja modeli parametrycznych układów dyskretnych i ciągłych | 5 |
| T-L-6 | Zaliczenie formy zajęć | 2 |
| 15 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Tworzenie dynamicznego modelu matematycznego obiektu cieplnego, symulacja | 2 |
| T-P-2 | Tworzenie dynamicznego modelu matematycznego układu mechanicznego, symulacja | 2 |
| T-P-3 | Tworzenie modelu matematycznego układu elektrycznego RC i RL, symulacja | 2 |
| T-P-4 | Tworzenie dynamicznego modelu matematycznego układu głośnika elektrodynamicznego, symulacja | 2 |
| T-P-5 | Tworzenie dynamicznego modelu matematycznego układu silnika prądu stałego, symulacja | 3 |
| T-P-6 | Przekształcanie modeli pomiędzy różnymi równoważnymi formami: równanie różniczkowe, funkcja przejścia, model w przestrzeni zmiennych stanu. Przekształcanie modeli ciągłych na dyskretne i dyskretnych na ciągłe. | 4 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do modelowania. Pojęcie modelu, systemu, procesu, przykłady. Cele i metody modelowania. Zasady tworzenia matematycznych modeli obiektów sterowania. Formy i rodzaje opisów modeli obiektów dynamicznych. Modele z czasem ciągłym i dyskretnym. Modele liniowe i nieliniowe. Dyskretyzacja modeli ciągłych. Przykłady modeli matematycznych: silnik prądu stałego, głośnik, zbiornik i układy n-zbiorników. Wprowadzenie do linearyzacji na przykładzie linearyzacji metodą siecznych układu zbiorników. Wykorzystanie środowiska Matlab/Simulink do modelowania, symulacji procesu. | 8 |
| T-W-2 | Cele, sposoby i rodzaje identyfikacji parametrów procesu. Inżynierskie metody identyfikacji parametrów typowych modeli procesowych Küpfmüllera, Strejca. | 2 |
| T-W-3 | Sformułowanie zadania identyfikacji metodą najmniejszych kwadratów . Zastosowanie do wyznaczenie parametrów modelu ARX. Wykorzystanie środowiska Matlab/Simulink do identyfikacji modelu dla danego procesu. Przykłady. | 5 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Udział w zajęciach laboratoryjnych | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie się do ćwiczeń | 5 |
| A-L-3 | Opracowanie sprawozdań z ćwiczeń | 5 |
| 25 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Udział w zajęciach | 15 |
| A-P-2 | Opracowanie sprawozdań z projektów | 10 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Praca własna z literaturą | 5 |
| A-W-3 | Przygotowanie do egzaminu | 5 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Wykład problemowy |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera |
| M-4 | Metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu cyklu ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych ze złożonych sprawozdań oraz aktywności i pracy podczas realizacji ćwiczeń i projektów. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie egzaminu praktycznego i ustnego. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C10_W01 Ma wiedzę odnośnie modelowania procesów przemysłowych oraz identyfikacji parametrów modeli transmitancyjnych | AR_1A_W07 | — | — | C-4, C-1, C-2, C-3 | T-W-2, T-W-3, T-W-1 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_1A_C10_U01 Student potrafi określić zadania identyfikacji przemysłowych obiektów dynamicznych. Potrafi zaplanować i przeprowadzić prostą identyfikację parametrów obiektu. | AR_1A_U18 | — | — | C-4, C-1, C-2, C-3 | T-L-1, T-L-4, T-L-2, T-L-3, T-L-5, T-L-6 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-1, S-2 |
| AR_1A_C10_U02 Student potrafi wybrać odpowiednią klasę liniowych modeli dynamicznych dla typowych modeli matematycznych obiektów sterowania i dokonać ich zamodelowania w środowisku MATLAB/Simulink.. | AR_1A_U18 | — | — | C-1, C-2 | T-P-5, T-P-4, T-P-1, T-P-2, T-P-3, T-P-6 | M-3, M-4 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C10_W01 Ma wiedzę odnośnie modelowania procesów przemysłowych oraz identyfikacji parametrów modeli transmitancyjnych | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C10_U01 Student potrafi określić zadania identyfikacji przemysłowych obiektów dynamicznych. Potrafi zaplanować i przeprowadzić prostą identyfikację parametrów obiektu. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. | |
| AR_1A_C10_U02 Student potrafi wybrać odpowiednią klasę liniowych modeli dynamicznych dla typowych modeli matematycznych obiektów sterowania i dokonać ich zamodelowania w środowisku MATLAB/Simulink.. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2). |
| 3,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25). | |
| 3,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75). | |
| 4,0 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25). | |
| 4,5 | Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75). | |
| 5,0 | Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75. |
Literatura podstawowa
- Żuchowski A., Modele dynamiki i identyfikacja, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003, Skrypt serii TEMPUS
- Kasprzyk J. (Ed.), Identyfikacja procesów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2002, Praca zbiorowa`
- Findeisen W., Technika regulacji automatycznej, PWN, Warszawa, 1969
- Bańka S., Sterowanie wielowymiarowymi układami dynamicznymi. Ujęcie wielomianowe., Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2007, Monografie KAiR PAN, Tom 11
Literatura dodatkowa
- Mańczak K., Metody identyfikacji wielowymiarowych obiektów sterowania., WNT, Warszawa, 1970
- Ljung L., System Identification. Theory for the user., Prentice Hall, New Jersey, 1987