Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)
Sylabus przedmiotu Układy regulacji automatycznej:
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 automatycznej | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Paweł Dworak <Pawel.Dworak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | 11 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | podstawy teorii sterowania, modelowania układów dynamicznych, podstawy teorii sygnałów; podstawy miernictwa przemysłowego |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z budową ciągłych i cyfrowych wersji regulatorów PID |
| C-2 | Zapoznanie studentów z różnymi strukturami układów sterowania |
| C-3 | Zapoznanie studentów z podziałem cyfrowych algorytmów sterowania i aspektami praktycznymi ich syntezy |
| C-4 | Zapoznanie studentów z właściwościami najważniejszych algorytmów i sterowania cyfrowego |
| C-5 | Zapoznanie studentów z ideą i właściwościami adaptacyjnych i odpornych układów regulacji |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Ciągła i cyfrowa postać regulatora PID | 4 |
| T-L-2 | URK Badania układu regulacji kaskadowej | 2 |
| T-L-3 | UZO Badania układu regulacji z kompensacją zakłóceń | 2 |
| T-L-4 | Badania układów regulacji dwustawnej (i trójstawnej) | 3 |
| T-L-5 | Anti-windup w regulatorach PID | 2 |
| T-L-6 | Badanie układu MFC model following control | 2 |
| 15 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Przedstawienie zakresu projektu; Projekty powinny dotyczyć następującego zakresu zagadnień: • Wyznaczanie modeli dyskretnych ARIMAX ciągłego obiektu regulacji o jednym wejściu i jednym wyjściu oraz badania ich właściwości w środowisku Matlab/Simulink. • Realizacja i badania symulacyjne właściwości algorytmu sterowania minimalnowariacyjnego (MV) w środowisku Matlab/Simulink. • Realizacja algorytmu sterowania PID z układem anti-wind up w sterowniku programowalnym. • Badanie wybranych metod adaptacji w układach sterowania. • Elementy samonastrajania regulatorów PID. | 2 |
| T-P-2 | Praktyczna realizacja projektu i konsultacje merytoryczne | 11 |
| T-P-3 | Prezentacja projektu oraz dyskusja uzyskanych wyników | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Regulatory PID, ciągła i cyfrowa postać regulatora PID, Anti-windup w regulatorach PID, Elementy samonastrajania regulatorów PID | 6 |
| T-W-2 | Wymagania stawiane układom regulacji. Wrażliwość układów sterowania na zmiany parametrów obiektu dynamicznego i zakłócenia. Funkcje wrażliwości dla ciągłego i dyskretnego układu sterowania. URK układ regulacji kaskadowej. UZO układ regulacji z kompensacją zakłóceń. Układ regulacji dwustawnej (i trójstawnej) | 6 |
| T-W-3 | Podział cyfrowych algorytmów sterowania. Sposoby syntezy cyfrowych algorytmów sterowania – aspekty teoretyczne i praktyczne. Uogólniony model dyskretny ARIMAX ciągłego obiektu regulacji SISO | 2 |
| T-W-4 | Algorytmy minimalnowariancyjne (MVC) | 2 |
| T-W-5 | Adaptacja w układach sterowania - adaptacja z wielkością pomocniczą, pośrednia, bezpośrednia. Podstawy regulacji odpornej. | 4 |
| 20 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych | 8 |
| A-L-3 | konsultacje | 2 |
| 25 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-P-2 | praca własna i przygotowanie raportu z realizacji projektu | 8 |
| A-P-3 | konsultacje | 2 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 20 |
| A-W-2 | egzamin | 2 |
| A-W-3 | nauka własna | 22 |
| A-W-4 | przygotowanie do egzaminu | 6 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny, opis, objaśnienie |
| M-2 | Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna |
| M-3 | Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, symulacje, metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: ocena wystawiana w trakcie cyklu zajęć laboratoryjnych na podstawie sprawozdań |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych ze złożonych sprawozdań oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu podczas realizacji ćwiczeń. |
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_C105_W01 Student ma uporządkowaną wiedzę w zakresie analizy wymagań, budowy i działania klasycznych układów regulacji liniowymi obiektami dynamicznymi. | AR_1A_W03 | — | — | C-1, C-2, C-5, C-4, C-3 | T-W-4, T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-5 | M-1, M-2 | 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_C105_U01 Umie sformułować zadanie sterowania oraz zaprojektować układ sterowania dla typowych obiektów dynamicznych o określonych właściwościach. | AR_1A_U04, AR_1A_U08 | — | — | C-4, C-1, C-5, C-3, C-2 | T-P-3, T-L-5, T-L-1, T-P-1, T-L-4, T-L-6, T-L-2, T-P-2, T-L-3 | M-2, M-3 | S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C105_W01 Student ma uporządkowaną wiedzę w zakresie analizy wymagań, budowy i działania klasycznych układów regulacji liniowymi obiektami dynamicznymi. | 2,0 | Student nie zna podstawowe cechy i struktury układów regulacji będących przedmiotem wykładu. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student zna podstawowe cechy i struktury układów regulacji będących przedmiotem wykładu. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student zna podstawowe cechy i struktury układów regulacji będących przedmiotem wykładu. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student zna podstawowe cechy i struktury układów regulacji będących przedmiotem wykładu. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student zna podstawowe cechy i struktury układów regulacji będących przedmiotem wykładu. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student zna podstawowe cechy i struktury układów regulacji będących przedmiotem wykładu. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_1A_C105_U01 Umie sformułować zadanie sterowania oraz zaprojektować układ sterowania dla typowych obiektów dynamicznych o określonych właściwościach. | 2,0 | Student nie implementuje podstawowych struktur regulacji omawianych w trakcie zajęc. Uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
| 3,0 | Student poprawnie implementuje podstawowe struktury regulacji omawiane w trakcie zajęc. Uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 3,5 | Student poprawnie implementuje podstawowe struktury regulacji omawiane w trakcie zajęc. Uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,0 | Student poprawnie implementuje podstawowe struktury regulacji omawiane w trakcie zajęc. Uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 4,5 | Student poprawnie implementuje podstawowe struktury regulacji omawiane w trakcie zajęc. Uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
| 5,0 | Student poprawnie implementuje podstawowe struktury regulacji omawiane w trakcie zajęc. Uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Literatura podstawowa
- W.Findeisen, Technika regulacji automatycznej, PWN, Warszawa, 1969
- G.Goodwin, S.Graebe,M.Salgado, CONTROL SYSTEM DESIGN, 2000
- S.Węgrzyn, Podstawy automatyki, PWN, Warszawa, 1972
Literatura dodatkowa
- J.Lisowski, Podstawy automatyki, Uniwersytet Morski w Gdyni, 2022