Wydział Elektryczny - Elektrotechnika (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy automatyki:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Elektrotechnika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy automatyki | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Krzysztof Jaroszewski <Krzysztof.Jaroszewski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Krzysztof Pietrusewicz <Krzysztof.Pietrusewicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Posiadanie elementów wiedzy z matematyki w zakresie równań różniczkowych |
| W-2 | Posiadanie elementów wiedzy z fizyki w zakresie opisu podstawowych zjawisk fizycznych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Przekazanie studentowi wiedzy dotyczącej terminologii z zakresu automatyki i techniki regulacji. |
| C-2 | Przekazanie studentowi wiedzy o sposobach opisu elementów układów automatyki. |
| C-3 | Przekazanie studentowi wiedzy o właściwości podstawowych elementów układów automatyki. |
| C-4 | Przekazanie studentowi wiedzy o cechach układów regulacji w pętli otwartej i zamkniętej. |
| C-5 | Przekazanie studentowi wiedzy o cechach regulatora typu PID oraz o metodologii strojenia takiego regulatora. |
| C-6 | Wykształcenie u studenta umiejętności analizy wpływu zmian wartości parametrów podstawowych elementów układów automatyki na ich właściwości czasowe i częstotliwościowe. |
| C-7 | Wykształcenie u studenta umiejętności strojenia regulatora typu PID. |
| C-8 | Wykształcenie u studenta umiejętności oceny jakości działania układu regulacji. |
| C-9 | Wykształcenie u studenta umiejętności pracy w grupie i odpowiedzialności za wykonanie powierzonej mu do realizacji części prac. |
| C-10 | Przekazanie studentowi wiedzy dotyczącej struktury systemów automatyki. |
| C-11 | Przekazanie studentowi wiedzy dotyczącej robotyki w układach automatycznego sterowania. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wprowadzenie do formy zajęć i zapoznanie ze środowiskiem Matlab/Simulink. | 2 |
| T-L-2 | Badanie wpływu wartości parametrów podstawowych elementów układów automatyki na właściwości i charakterystki tych elementów. | 4 |
| T-L-3 | Wybór modelu zastępczego i identyfikacja jego parametrów na podstawie przebiegu sygnałów wejściowych i wyjściowych modelowanego obiektu. | 2 |
| T-L-4 | Badanie właściwości otwartego układu sterowania w obecności zakłóceń i zmian parametrów obiektu. | 2 |
| T-L-5 | Badanie układu regulacji. Strojenie regulatora PID. Ocena jakości działania układu regulacji. | 6 |
| T-L-6 | Strojenie i badanie kaskadowego układu regulacji. | 4 |
| T-L-7 | Badanie zamknięto-otwartego układu regulacji. | 4 |
| T-L-8 | Badanie układu MFC | 4 |
| T-L-9 | Wykształcenie umiejętności pracy w grupie i współodpowiedzialności za wykonanie zadań. | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do tematyki. Podstawowe pojęcia z dziedziny automatyki. | 1 |
| T-W-2 | Sposoby opisu elementów układów automatyki - modele elementów automatyki. | 1 |
| T-W-3 | Stabilność układu. | 1 |
| T-W-4 | Elementarne człony układów automatyki - opis za pomocą równań różniczkowych, transmitancji, podstawowych charakterystyk czasowych i częstotliwościowych. Łączenie elementów automatyki - wpływ na transmitancję i charakterystyki. | 2 |
| T-W-5 | Identyfikacja parametrów modelu. | 1 |
| T-W-6 | Układ sterowania w pętli otwartej. Jednopętlowy układ regulacji. | 1 |
| T-W-7 | Regulatory P, I, D, PI, PD, PID - charakterystyki i właściwości. Wybrane metody doboru nastaw regulatorów PID. | 2 |
| T-W-8 | Wybrane układy regulacji: zamknięto-otwarty, kaskadowy, MFC. Przykłady zastosowań. | 2 |
| T-W-9 | Struktura systemu automatyki. | 1 |
| T-W-10 | Diagnostyka w systemach automatycznego sterowania. | 2 |
| T-W-11 | Robotyka w układach regulacji. Zaliczenie wykładu. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | przygotowanie do zajęć | 15 |
| A-L-3 | przygotowanie do zaliczenia formy zajęć | 5 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestniczenie w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | uzupełnienie wiedzy na bazie literatury | 8 |
| A-W-3 | przygotowanie do zaliczenia | 2 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Wyjaśnienie |
| M-3 | Wykład konwersatoryjny |
| M-4 | Prezentacja z użyciem komputera |
| M-5 | Ćwiczenia laboratoryjne |
| M-6 | Badania symulacyjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Za wykonane sprawozdanie |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne |
| S-3 | Ocena formująca: Obserwacja pracy zespołu, podziału obowiązków |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_B09_W01 Student: - definiuje podstawowe pojęcia z dziedziny automatyki, - wymienia podstawowe sposoby opisu elementów układów automatyki, - podaje elementarne właściwości podstawowych elementów układów automatyki, - rysuje schematy układów sterowania w pętli otwartej i zamkniętej. | EL_1A_W10, EL_1A_W24 | — | — | C-3, C-4, C-5, C-2, C-1 | T-W-1, T-W-6, T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-7, T-W-8, T-W-11, T-W-5, T-W-9, T-W-10 | M-1, M-2, M-3, M-4 | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_B09_U01 Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. | EL_1A_U19 | — | — | C-6 | T-L-2, T-L-4, T-L-3, T-L-1 | M-2, M-5, M-6, M-4 | S-1 |
| EL_1A_C13_U02 Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. | EL_1A_U19 | — | — | C-8, C-7 | T-L-9, T-L-5, T-L-6, T-L-8, T-L-7 | M-2, M-5, M-6, M-4 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EL_1A_B09_K01 Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. | EL_1A_K04 | — | — | C-9 | T-L-9 | M-2 | S-1, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_B09_W01 Student: - definiuje podstawowe pojęcia z dziedziny automatyki, - wymienia podstawowe sposoby opisu elementów układów automatyki, - podaje elementarne właściwości podstawowych elementów układów automatyki, - rysuje schematy układów sterowania w pętli otwartej i zamkniętej. | 2,0 | Student nie spełnia wymagań zdefiniowanych w kryteriach uzyskania ocen: 3,0 i wyższych. |
| 3,0 | Student definiuje podstawowe pojęcia w dziedzinie automatyki. | |
| 3,5 | Student podaje opis w postaci transmitancji podstawowych układów automatyki. | |
| 4,0 | Student szkicuje charakterystyki: skokową i wykresy Bode'go podstawowych elementów i omawia na ich podstawie właściwości tych elementów. | |
| 4,5 | Student omawia budowę i zasadę działania regulatora PID oraz podstawowy jednopętlowy układ regulacji. | |
| 5,0 | Student wie jak dobrać parametry regulatora PID oraz jaką strukturę układu regulacji wybrać dla konkretnego obiektu i strategii sterowania. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_B09_U01 Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. | 2,0 | Student nie potrafi zbadać podstawowych elementów układu automatyki i zamodelować obiektu na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwartego układu regulacji. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student potrafi zbadać podstawowe elementy układu automatyki i zamodelować obiekt na podstawie jego charakterystyki skokowej; zbadać otwarty układ regulacji. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| EL_1A_C13_U02 Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. | 2,0 | Student nie potrafi zaprojektować układu regulacji, w szczególności jednopętlowego, kaskadowego, otwarto-zamkniętego, MFC. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student potrafi zaprojektować układ regulacji, w szczególności jednopętlowy, kaskadowy, otwarto-zamknięty, MFC. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| EL_1A_B09_K01 Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. | 2,0 | Student nie angażuje się w większość prac zleconych grupie. |
| 3,0 | Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. Student uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. Student uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. Student uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. Student uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student angażuje się w większość prac zleconych grupie. Student uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Literatura podstawowa
- Włodzimierz Kwiatkowski, Wprowadzenie do automatyki, Bel Studio, Warszawa, 2010, 3 rozszerzone, ISBN 978-83-61208-73-0
- Clarence W. de Silva, Modeling and control of engineering systems, CRC Press/Taylor & Francis Group, 2009, Boca Raton, 2009, ISBN 9781420076868
- Jerzy Kostro, Elementy, urządzenia i układy automatyki, WSiP, Warszawa, 2007, 9 niezmienione, ISBN: 9788302053177
- Awrejcewicz Jan, Wodzicki Wiesław, Podstawy automatyki. Teoria i przykłady., Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2001, 1, ISBN 83 - 7283 - 043 - 6
- Piegat Andrzej, Wprowadzenie do automatyki, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1995, 1, ISBM 83 - 86359 - 21 - 8
Literatura dodatkowa
- Witold Gierusz, Laboratorium podstaw automatyki, Wydawnictwo Akademii Morskiej, Gdynia, 2010, ISBN 978-83-7421-128-4
- Brzózka Jerzy, Ćwiczenia z automatyki w matlabie i Simulinku, MIKOM, Warszawa, 1997, 1, ISBN - 83 - 87102 - 25 - 3