Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Układy regulacji i planowania ruchu w serwonapędach:
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 | Układy regulacji i planowania ruchu w serwonapędach | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Krzysztof Pietrusewicz <Krzysztof.Pietrusewicz@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Paweł Dworak <Pawel.Dworak@zut.edu.pl>, Michał Kubicki <michal.kubicki@zut.edu.pl>, Paweł Waszczuk <Pawel.Waszczuk@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | 8 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Wiedza z matematyki, informatyki, fizyki, podstaw automatyki, sterowników programowalnych i napędów elektrycznych. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie studentów z zagadnieniami planowania ruchu oraz struktrami sterującymi jego realizacją w układach serwonapędowych ze szczególnym uwzględnieniem ich modyfikacji. |
C-2 | Nabycie przez studentów umiejętności implementacji sterowania ruchem pojedynczej osi w programie sterującym procesem przemysłowym. |
C-3 | Przybliżenie problematyki związanej z modelowaniem i zastosowaniem układów serwonapędowych w otoczeniu przemysłowym. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Wprowadzenie do zajęć. Profile ruchu. | 2 |
T-L-2 | Generacja traktorii uwzględniająca drugią pochodną położenia (typ I oraz II). | 2 |
T-L-3 | Generacja trajektorii uwzględniającą trzecią i czwartą pochodną położenia (typ III i wyższe). | 2 |
T-L-4 | Implementacja generatora trajektorii w systemach dyskretnych. Generator trajektorii w układach sterowania ruchem. | 2 |
T-L-5 | Struktura regulatora układu serwonapędowego. | 2 |
T-L-6 | Modelowanie układu napędu. | 4 |
T-L-7 | Wprowadzenie do IDE sterownika PLC. Maszyna stanów w języku ST. | 2 |
T-L-8 | Zastosowanie biblioteki PLCopen Motion Control w programie sterującym ruchem. | 6 |
T-L-9 | Eksperymentalna weryfikacja modelu silnika oraz generatora trajektorii. | 2 |
T-L-10 | Dobór nastaw regulatora. Monitorowanie i modyfikacja układu regulatora serwonapędu. | 4 |
T-L-11 | Zaliczenie zajęć laboratoryjnych. | 2 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Profile ruchu, generacja trajektorii, generator trajektorii w systemach dyskretnych. | 4 |
T-W-2 | Struktury regulatorów układów serwonapędowych, dobór parametrów, strojenie regulatorów, autotuning. | 2 |
T-W-3 | Elementy układu serwonapędowego i ich typy, przykładowe zastosowanie układów serwonapędowych. | 2 |
T-W-4 | Modelowanie układu serwonapędowego. | 2 |
T-W-5 | Integracja sterowania ruchem w programie sterownika PLC, biblioteka PLCopen Motion Control, rodzaje ruchu. | 2 |
T-W-6 | Sterowanie i synchronizacja ruchu w układach wieloosiowych. Zaliczenie wykładów. | 3 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Studia literaturowe | 5 |
A-L-2 | Udział w zajęciach | 30 |
A-L-3 | Opracowanie sprawozdań | 8 |
A-L-4 | Przygotowanie do zaliczenia pisemnnego | 5 |
A-L-5 | Konsultacje | 2 |
50 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Studia literaturowe | 7 |
A-W-2 | Udział w zajęciach | 15 |
A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia wykładów | 3 |
25 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny |
M-2 | Zajęcia laboratoryjne |
M-3 | Metoda projektów |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana w trakcie zajęć laboratoryjnych na podstawie pisemnych prac zaliczeniowych, sprawozdań/projektów oraz aktywności podczas zajęć. |
S-2 | Ocena formująca: Ocena wystawiana na podstawie pisemnego i praktycznego zaliczenia końcowego. |
S-3 | Ocena formująca: Ocena wystawiana na podstawie sprawozdań i/llub projektów. |
S-4 | Ocena formująca: Ocena wystawiana na podstawie aktywności na zajęciach. |
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_C27.2_W01 Student rozumie strukturę i rolę poszczególnych komponentów w układach serwonapędowych. Zna zastosowanie serwonapędów w otoczeniu przemysłowym. Rozumie schemat układu sterowania ruchem i potrafi dokonywać jego modyfikacji. Zaznajomiony jest ze sposobem planowania ruchu w układach jedno- i wieloosiowych. Rozumie problemy występujące podczas jego wykonywania. | AR_1A_W03 | — | — | C-1, C-3 | T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-6, T-W-4 | M-1 | S-2 |
AR_1A_C27.2_W02 Student rozumie strukturę maszyny stanów PLCopen Motion Control, potrafi się po niej poruszać. Rozumie charakter poszczególnych stanów i odpowiadające im zachowanie serwonapędu. Potrafi zaimplementować program sterujący ruchem po stronie sterownika PLC. | AR_1A_W03 | — | — | C-2 | T-W-5 | M-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_C27.2_U01 Student potrafi napisać program wykorzystujący bloki PLCopen Motion Control do sterowaniem ruchem. Jest w stanie zaprojektować i zrealizować maszynę stanów do postawionego problemu. Potrafi dokonać konfiguracji sprzętowej układu sterowania serwonapędem oraz zasymulować jego działanie. | AR_1A_U08 | — | — | C-2 | T-L-11, T-L-8, T-L-9, T-L-7, T-L-10 | M-2 | S-1, S-2 |
AR_1A_C27.2_U02 Student rozumie rolę generatora trajektorii, potrafi wyznaczyć analitycznie profile ruchu dla generatorów niższego rzędu. Potrafi zamodelować przykładowy napęd i układ korzystający z generatora trajektorii. Potrafi przeanalizować i zmodyfikować strukturę regulatora układu serwonapędu. | AR_1A_U08 | — | — | C-3, C-1 | T-L-11, T-L-10, T-L-4, T-L-2, T-L-1, T-L-3, T-L-5, T-L-9, T-L-6 | M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_1A_C27.2_W01 Student rozumie strukturę i rolę poszczególnych komponentów w układach serwonapędowych. Zna zastosowanie serwonapędów w otoczeniu przemysłowym. Rozumie schemat układu sterowania ruchem i potrafi dokonywać jego modyfikacji. Zaznajomiony jest ze sposobem planowania ruchu w układach jedno- i wieloosiowych. Rozumie problemy występujące podczas jego wykonywania. | 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_C27.2_W02 Student rozumie strukturę maszyny stanów PLCopen Motion Control, potrafi się po niej poruszać. Rozumie charakter poszczególnych stanów i odpowiadające im zachowanie serwonapędu. Potrafi zaimplementować program sterujący ruchem po stronie sterownika PLC. | 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_C27.2_U01 Student potrafi napisać program wykorzystujący bloki PLCopen Motion Control do sterowaniem ruchem. Jest w stanie zaprojektować i zrealizować maszynę stanów do postawionego problemu. Potrafi dokonać konfiguracji sprzętowej układu sterowania serwonapędem oraz zasymulować jego działanie. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (wartość poniżej 50%). |
3,0 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [50,65). | |
3,5 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [65,78). | |
4,0 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [78,86). | |
4,5 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [86,91). | |
5,0 | Ilość uzyskanych punktów procentowych to 91 lub więcej. | |
AR_1A_C27.2_U02 Student rozumie rolę generatora trajektorii, potrafi wyznaczyć analitycznie profile ruchu dla generatorów niższego rzędu. Potrafi zamodelować przykładowy napęd i układ korzystający z generatora trajektorii. Potrafi przeanalizować i zmodyfikować strukturę regulatora układu serwonapędu. | 2,0 | Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (wartość poniżej 50%). |
3,0 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [50,65). | |
3,5 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [65,78). | |
4,0 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [78,86). | |
4,5 | Ilość uzyskanych punktów procentowych zawiera się w przedziale [86,91). | |
5,0 | Ilość uzyskanych punktów procentowych to 91 lub więcej. |
Literatura podstawowa
- Pietrusewicz K., Dworak P., Programowalne sterowniki automatyki PAC, NAKOM, Poznań, 2009, 1
- Honczarenko J., Obrabiarki sterowane numerycznie, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2008, I
- Suh S.-H., Kang S.-K., Chung D.-H., Stroud I., Theory and design of CNC systems, Springer, London, 2008
- Biagiotti L., Melchiorri C., Trajectory planning for automatic machines and robots, Springer, Berlin, 2008
- Hakan Gürocak, Industrial Motion Control: Motor Selection, Drives, Controller Tuning, Applications, Wiley, 2015
- Alan Overby, CNC Machining Handbook: Building, Programming, and Implementation, McGraw-Hill, 2010
- George W. Younkin, Industrial servo control systems: fundamentals and applications, CRC Press, 2002
Literatura dodatkowa
- The CNC Handbook: Digital Manufacturing and Automation from CNC to Industry 4.0, Hans Bernhard Kief, Helmut A. Roschiwal, Karsten Schwarz, Industrial Press, Inc., 2021
- Kaushik Kumar, Chikesh Ranjan, J. Paulo Davim, CNC Programming for Machining, Springer, 2020
- Torsten Kröger, On-Line Trajectory Generation in Robotic Systems, Springer Berlin, Heidelberg, 2010
- Wskazane informatory techniczne producentów oprogramowania lub sprzętu