Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Modelowanie i identyfikacja:
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 | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Przemysław Orłowski <Przemyslaw.Orlowski@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Znajomość równań różniczkowych oraz podstawowych praw fizyki. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Poznanie sposobów tworzenia matematycznych modeli procesów dynamicznych na podstawie praw fizycznych. |
C-2 | Poznanie metod modelowania procesów dynamicznych. |
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 na przykładzie układu akumulacyjnego i ich implementacja oraz symulacja w środowisku MATLAB/Simulink | 2 |
T-L-2 | Modele matematyczne dla układów zbiorników na podstawie bilansu i praw fizyki, i ich implementacja oraz symulacja w środowisku MATLAB/Simulink | 2 |
T-L-3 | Przeprowadzenie eksperymentu na symulatorze procesów. Kalibracja układu. Graficzna identyfikacja parametrów modelu Küpfmüllera. Analiza wpływu rozdzielczości przetwornika A/C na dokładność identyfikacji. | 2 |
T-L-4 | Identyfikacja w przyborniku systemIdentification dynamicznego obiektu liniowego. Dobór okresu próbkowania i długości horyzontu czasowego. Wyznaczanie parametrów funkcji przejścia. Ocena dokładności ich wyznaczenia. | 2 |
T-L-5 | Identyfikacja w przyborniku systemIdentification z wykorzystaniem symulatora procesu dla głośnika dynamicznego. Wyznaczanie fizycznych parametrów modelu głośnika. Ocena dokładności ich wyznaczenia | 2 |
T-L-6 | Identyfikacja w przyborniku systemIdentification z wykorzystaniem symulatora procesu układu nieliniowego na przykładzie wahadła. Wyznaczanie fizycznych parametrów modelu na podstawie uzyskanego modelu liniowego. Ocena dokładności ich wyznaczenia. | 3 |
T-L-7 | Zaliczenie formy zajęć | 2 |
15 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wprowadzenie do modelowania. Pojęcie modelu, systemu, procesu, przykłady. Cele i metody modelowania. Systemy statyczne i dynamiczne, przykłady. | 2 |
T-W-2 | Cechy modelu matematycznego, zastosowania modeli matematycznych w praktyce. Wymagania stawiane modelom. Formy i rodzaje opisów modeli obiektów dynamicznych i ich podział ze względu na cel budowy, nieokreśloność, rodzaj opisu i typ poznania. Modele z czasem ciągłym i dyskretnym. Modele liniowe i nieliniowe. Modele opartę o wiedzę (white-box) i o zachowanie (black-box). Zasady tworzenia fenomenologicznych i behawioralnych modeli układów dynamicznych. | 3 |
T-W-3 | Ogólna postać prawa zachowania. Zmienne przepływu i naporu, zależności równowagi i spójności, zmienne wiążące. Modelowanie makroskopowe i mikroskopowe. Przykłady modeli matematycznych: konto bankowe, układy zbiorników, silnik prądu stałego, głośnik. | 3 |
T-W-4 | Przekształcanie modeli white-box do przestrzeni stanu, przykłady. Wykorzystanie środowiska Matlab/Simulink do modelowania i symulacji procesów liniowych i nieliniowych. | 3 |
T-W-5 | Cele, sposoby i rodzaje identyfikacji parametrów procesu. Kalibracja czujników. Ograniczenia w procesie identyfikacji, zakłócenia i ich składowe. Graficzne metody identyfikacji parametrów modelu procesowego Küpfmüllera. Identyfikacja w przyborniku systemIdentification – wczytywanie serii danych, wybór modelu i jego struktury, identyfikacja jego parametrów i weryfikacja modelu. Wyznaczanie parametrów fizycznych obiektu na podstawie otrzymanego modelu. Zaliczenie wykładów. | 4 |
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 | 3 |
A-L-3 | Opracowanie sprawozdań z ćwiczeń | 5 |
A-L-4 | Konsultacje | 2 |
25 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-W-2 | Praca własna z literaturą | 5 |
A-W-3 | Przygotowanie się do zaliczenia | 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 na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych ze złożonych sprawozdań oraz aktywności i pracy podczas realizacji ćwiczeń. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na podstawie zaliczenia 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_W04 | — | — | C-1, C-3, C-4, C-2 | T-W-4, T-W-3, T-W-2, T-W-5 | M-1, M-2, M-3 | S-2, 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_C10_U01 Student potrafi określić zadania identyfikacji przemysłowych obiektów dynamicznych. Potrafi zaplanować i przeprowadzić prostą identyfikację parametrów obiektu. | AR_1A_U04 | — | — | C-1, C-3, C-4, C-2 | T-L-5, T-L-3, T-L-4, T-L-6 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-2, S-1 |
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_U04 | — | — | C-1, C-2 | T-L-1, T-L-2 | 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