Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Sterowanie złożonymi układami mechanicznymi:
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 | Sterowanie złożonymi układami mechanicznymi | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Zbigniew Emirsajłow <Zbigniew.Emirsajlow@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Piotr Okoniewski <Piotr.Okoniewski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 18 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaliczone moduły: teoria sterowania 1, teoria sterowania 2 |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z podstawowymi metodami syntezy układu sterowania złożonym układem mechanicznym jako wielowymiarowym obiektem nieliniowym |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Zadanie projektowe (zespoły dwuosobowe) Temat: Synteza układu sterowania dla manipulatora dwuczłonowego realizującego zadanie asymptotycznego śledzenia zadanej, zmiennej w czasie, trajektorii Zadania etapowe: Nieliniowy model stanowy obiektu, linearyzacja za pomocą sprzężenia zwrotnego od stanu, liniowy układ sterowania realizujący zadanie śledzenia, model symulacyjny, badania symulacyjne | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Model stanowy złożonego układu mechanicznego (dynamika wieloczłonowego manipulatora robotycznego w przestrzeni przegubowej i przestrzeni zadaniowej, pojęcie złożonego układu mechanicznego, wyprowadzenie podstawowego równania różniczkowego złożonego układu mechanicznego metodą Eulera-Lagrange'a, nieliniowy model stanowy) | 3 |
| T-W-2 | Synteza układu sterowania realizującego zadanie stabilizacji (wielowymiarowy regulator PD z kompensacją grawitacji, analiza układu sterowania z wykorzystaniem metody bezpośredniej Lapunowa i twierdzenia LaSalle'a, przykład zastosowania w robotyce) | 3 |
| T-W-3 | Synteza układu sterowania realizującego zadanie asymptotycznego śledzenia (linearyzacja wejściowo-wyjściowa układu jednowymiarowego, asymptotyczne śledzenie w układzie zlinearyzowanym, nieliniowe sprzężenie zwrotne od stanu linearyzujące wielowymiarowy nieliniowy model stanowy, synteza układu sterowania z afinicznym sprzężeniem zwrotnym od stanu i modelem zlinearyzowanym, przykład zastosowania w robotyce) | 6 |
| T-W-4 | Rozszerzenia (modelowanie dynamiki manipulatorów robotycznych o elastycznych przegubach lub elastycznych ogniwach, modelowanie elementów wykonawczych w przegubach obrotowych i liniowych). Zaliczenie wykładu. | 3 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-P-2 | Przygotowanie raportu końcowego | 8 |
| A-P-3 | Konsultacje | 2 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | studia pogłębiające wiedzę zdobytą na wykładach oraz przygotowanie do wykonania projektu | 10 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Projekt w zespolach dwuosobowych |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Bieżące śledzenie postępu wykonania zadania projektowego |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena raportu końcowego |
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_O11-1_W01 Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz zna podstawowe metody syntezy układów sterowania dla takich obiektów | AR_1A_W04 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3 | M-1 | 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_O11-1_U01 Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznego oraz potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania. | AR_1A_U07, AR_1A_U08 | — | — | C-1 | T-W-3, T-P-1 | M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_O11-1_W01 Student zna metody modelowania złożonych układów mechanicznych oraz zna podstawowe metody syntezy układów sterowania dla takich obiektów | 2,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał poniżej 50% punktów |
| 3,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 50-60% punktów | |
| 3,5 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 61-70% punktów | |
| 4,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 71-80% punktów | |
| 4,5 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 81-90% punktów | |
| 5,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 91-100% punktów |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_O11-1_U01 Student potrafi tworzyć modele matematyczne złożonych układów mechanicznego oraz potrafi dokonać syntezy nieliniowego układu sterowania. | 2,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał poniżej 50% punktów |
| 3,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 50-60% punktów | |
| 3,5 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 61-70% punktów | |
| 4,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 71-80% punktów | |
| 4,5 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 81-90% punktów | |
| 5,0 | Ze wszystkich form zaliczenia obejmujacych ten efekt kształcenia student uzyskał 91-100% punktów |
Literatura podstawowa
- Tchoń K., Muszynski R., Metody matematyczne automatyki i robotyki, Politechnika Wrocławska, Wrocław, 2017
- Tchoń K., Muszyński R., Robotyka, Politechnika Wrocławska, Wrocław, 2018
- Slotine J-J. E., Lie W., Applied Nonlinear Control, Prencince Hall, Englewood Cliffs, 1991
- Kurdila J., Ben-Tzvi P., Dynamics and Control of Robotic Systems, John Wiley and Sons, 2020
Literatura dodatkowa
- Lantos B., Marton L., Nonlinear Control of Vehicles and Robots, Springer-Verlag, London, 2011
- Khalil H. K., Nonlinear Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1996