Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Metody matematyczne automatyki i robotyki:
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 | Metody matematyczne automatyki i robotyki | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Jekatierina Sklyar <Jekatierina.Sklyar@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Zbigniew Emirsajłow <Zbigniew.Emirsajlow@zut.edu.pl>, Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 6,0 | ECTS (formy) | 6,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajmość podstaw analizy matematycznej |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Nauczenie studenta podstaw matematycznych analizy sygnałów, rozwiązywania liniowych równań różnicowych, stosowania podstawowych metod analizy zdarzeń losowych. |
| C-2 | Wykształcenie u studenta umiejętności rozwiązywania zadań z obszaru analizy sygnałów, równań róznicowych oraz rachunku prawdopodobieństwa |
| C-3 | Wykształcenie u studenta umiejętności wykorzystania komputerowych środowisk obliczeniowych do rozwiązywania z obszaru analizy sygnałów, równań róznicowych oraz rachunku prawdopodobieństwa |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Analiza widmowa sygnałów z czasem ciągłym- częśc I: Sygnały okresowe | 3 |
| T-A-2 | Analiza widmowa sygnałów z czasem ciągłym - część II: Sygnały nieokresowe | 3 |
| T-A-3 | Analiza widmowa sygnałów z czasem dyskretnym - część I: - Sygnały nieokresowe | 3 |
| T-A-4 | Analiza widmowa sygnałów z czasem dyskretnym - część II: - Sygnały o skończonym czasie trwania | 3 |
| T-A-5 | Wyznaczanie prostych i odwrotnych transformat Z - część I: Transformaty proste | 2 |
| T-A-6 | Wyznaczanie prostych i odwrotnych transformat Z - część II: Transformaty odwrotne | 2 |
| T-A-7 | Zastosowanie transformaty Z do wyznaczania rozwiązań równań różnicowych - część I: Składowe swobodne i wymuszone rozwiązań | 2 |
| T-A-8 | Zastosowanie transformaty Z do wyznaczania rozwiązań równań różnicowych - część II: Transmitancja i składowa wymuszona | 2 |
| T-A-9 | Rozwiązania zadań ze zmienną losową dyskretną | 3 |
| T-A-10 | Rozwiązania zadań ze zmienną losową ciągłą | 2 |
| T-A-11 | Pojęcie o procesach losowych. Proces Wienerowski, proces Poissona, proces gałęziowy, proces życia i śmierci. Różne zadania | 3 |
| T-A-12 | Zaliczenie ćwiczeń audotoryjnych | 2 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Analiza widmowa sygnałów z czasem ciągłym - sygnały okresowe i sygnały nieokresowe. Zastosowanie pakietu MatLab w liczeniu zadań. | 3 |
| T-L-2 | Analiza widmowa sygnałów z czasem dyskretnym - Sygnały nieokresowe oraz sygnały o skączonym czasie trwania. Zastosowanie pakietu MatLab w liczeniu zadań. | 3 |
| T-L-3 | Wyznaczanie prostych i odwrotnych transformat Z: Transformaty proste i transformaty odwrotne | 2 |
| T-L-4 | Zastosowanie transformaty Z do wyznaczania rozwiązań równań różnicowych - część I: Składowe swobodne i wymuszone rozwiązań,transmitancja i składowa wymuszona | 2 |
| T-L-5 | Rozwiązania zadań ze zmienną losową dyskretną i zmienna losową ciągła | 3 |
| T-L-6 | Pojęcie o procesach losowych. Proces Wienerowski, proces Poissona, proces gałęziowy, proces życia i śmierci. Różne zadania z zastosowaniem programu MatLab. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Sygnały z czasem ciągłym i dyskretnym, sygnały okresowe i nieokresowe, energia i moc średnia | 2 |
| T-W-2 | Szeregi Fouriera, przekształcenie Fouriera z czasem ciągłym, odwrotne przekształcenie Fouriera, widmo zespolone, widmo amplitudowe i fazowe, twierdzenie Parsevala, widmowa gęstość mocy i energii | 4 |
| T-W-3 | Przekształcenie Fouriera z dyskretnym czasem, dyskretne przekształcenie Fouriera, szybkie przeksztalcenie Fouriera, widmo zespolone, widmo amplitudowe i fazowe, odwrotne przekształcenie Fouriera, twierdzenie Parsevala, widmowa gęstość energii i mocy | 4 |
| T-W-4 | Liniowe równanie różnicowe, przekształcenie Z i jego własności, transformaty proste i odwrotne, twierdzenie graniczne | 4 |
| T-W-5 | Zastosowanie przekształcenia Z do rozwiązywania równań różnicowych, składowa swobodna i wymuszona rozwiązania, transmitancja, zera i bieguny transmitancji | 4 |
| T-W-6 | Rachunek prawdopodobienstwa, właściwości prawdopodobieństwa, wzór Bayesa, zmienna losowa dyskretna i ciągła | 4 |
| T-W-7 | Zmienna losowa dyskretna i ciągła, gęstość prawdopodobieństwa, dystrybuanta, wartość oczekiwana, wariancja, momenty | 4 |
| T-W-8 | Rozkład Bernoulli'ego, rozklad geometryczny, rozkład jednostajny, rozklad normalny, rozkład normalny standardowy, zastosowania | 2 |
| T-W-9 | Pojęcie o procesach losowych. Proces Wienerowski, proces Poissona, proces gałęziowy, proces życia i śmierci. Różne zadania. Zaliczenie wykładu. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | przygotowanie do zajęć ćwiczeniowych | 5 |
| A-A-2 | czytanie wskazanej literatury | 4 |
| A-A-3 | przygotowanie do kolokwium | 4 |
| A-A-4 | opracowanie wyników ze sprawdzianu | 6 |
| A-A-5 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| 49 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Czytanie literatury | 6 |
| A-L-3 | napisanie raportu z laboratorium | 3 |
| A-L-4 | Przygotowanie do zaliczenia | 4 |
| A-L-5 | Konsultacje | 2 |
| A-L-6 | samodzielne rozwiązywanie zadań | 20 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Studiowanie literatury | 12 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 8 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne |
| M-3 | Ćwiczenia |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Na podstawie pisemnego zaliczenia |
| S-2 | Ocena formująca: Na podstawie sprawdzianów |
| S-3 | Ocena formująca: Na podstawie sprawozdań |
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_C05_W01 Ma wiedzę w obszarze matematyki w zakresie analizy układów automatyki i robotyki | AR_1A_W01, AR_1A_W02 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-8, T-W-5, T-W-9, T-W-7, T-W-4, T-W-6, T-W-1, T-W-2 | M-1 | S-1 |
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_C02_U01 Ma wiedzę i umięjetności rozwiązywania problemów w obszarze matematyki w zakresie analizy układów automatyki i robotyki | AR_1A_U08, AR_1A_U09 | — | — | C-2, C-3 | T-A-3, T-A-4, T-A-2, T-A-1, T-L-1, T-L-2, T-A-8, T-A-6, T-L-3, T-A-7, T-A-12, T-L-6, T-L-5, T-A-11, T-A-10, T-L-4, T-A-9, T-A-5 | M-2 | S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C05_W01 Ma wiedzę w obszarze matematyki w zakresie analizy układów automatyki i robotyki | 2,0 | Student nie zna i/lub nie potrafi wyjaśnić podstawowych metod matematycznych stosowanych w obszarze automatyki i robotytki. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student zna i potrafi wyjaśnić podstawowe metody matematyczne stosowane w obszarze automatyki i robotytki. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student zna i potrafi wyjaśnić podstawowe metody matematyczne stosowane w obszarze automatyki i robotytki. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student zna i potrafi wyjaśnić podstawowe metody matematyczne stosowane w obszarze automatyki i robotytki. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student zna i potrafi wyjaśnić podstawowe metody matematyczne stosowane w obszarze automatyki i robotytki. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student zna i potrafi wyjaśnić podstawowe metody matematyczne stosowane w obszarze automatyki i robotytki. Uzyskał 90-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C02_U01 Ma wiedzę i umięjetności rozwiązywania problemów w obszarze matematyki w zakresie analizy układów automatyki i robotyki | 2,0 | Student nie zna i/lub nie potrafi zastosować podstawowych metod matematycznych w obszarze automatyki i robotyki. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student zna i potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne w obszarze automatyki i robotyki. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student zna i potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne w obszarze automatyki i robotyki. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student zna i potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne w obszarze automatyki i robotyki. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student zna i potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne w obszarze automatyki i robotyki. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student zna i potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne w obszarze automatyki i robotyki. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Literatura podstawowa
- Wojciechowski J. M., Sygnały i systemy, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Wraszawa, 2008
- Majchrzak E., Mochnacki B., Metody numeryczne: Podstawy teoretyczne, askekty praktyczne i algorytmy, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1994
- J. Kudrewicz, Przekształcenie Z i równania różnicowe, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2000
- Hellwig Z., Elementy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1998, 13
Literatura dodatkowa
- Chi-Tsong Chen, Systems and signals analysis, Saunders College Publishing, Orlando, 1994
- Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J., Metody numeryczne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2005
- Ibe O. C., Fundamentals of Applied Probability and Random Processes, Elsevier Academic Press, San Diego, 2005