Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Bezpieczeństwo funkcjonalne systemów przemysłowych
Sylabus przedmiotu Sterowanie systemami dyskretnymi i hybrydowymi:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Sterowanie systemami dyskretnymi i hybrydowymi | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Przemysław Orłowski <Przemyslaw.Orlowski@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Znajomość zagadnień związanych z modelowaniem i sterowaniem na poziomie studiów inżynierskich automatyka i robotyka |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie studentów z podstawami teoretycznymi systemów dyskretnych i hybrydowych. |
C-2 | Poznanie zależności analitycznych opisujących systemy dyskretne i hybrydowe. |
C-3 | Ukształtowanie umiejętności z zakresu tworzenia i zastosowania wybranych modeli dyskretnych i hybrydowych. |
C-4 | Ukształtowanie umiejętności posługiwania się najpopularniejszymi narzędziami programistycznymi do symulacji i badań systemów hybrydowych i dyskretnych. |
C-5 | Poznanie sposobu wykorzystania hybrydowych modeli dynamicznych w nieliniowej regulacji predykcyjnej. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
projekty | ||
T-P-1 | Opracowanie modelu i napisanie programu realizującego model procesu dyskretnego z zastosowaniem automatu komórkowego. | 9 |
T-P-2 | Opracowanie modelu matematycznego układu hybrydowego na podstawie praw fizyki dla odbijającej się piłeczki. Implementacja modelu w języku Simulink oraz Stateflow w czasie ciągłym i dyskretnym. | 3 |
T-P-3 | Opracowanie modelu matematycznego układu hybrydowego na podstawie praw fizyki dla układu połączonych zbiorników i przetwornicy DC/DC. Implementacja modelu w języku Simulink oraz Stateflow w czasie ciągłym i dyskretnym. | 6 |
T-P-4 | Opracowanie modelu matematycznego układu hybrydowego na podstawie praw fizyki dla odwróconego wahadła. Implementacja modelu w języku Simulink oraz Stateflow w czasie ciągłym i dyskretnym. | 6 |
T-P-5 | Implementacja modelu matematycznego układu hybrydowego odbijającej się piłeczki w języku Hysdel. | 3 |
T-P-6 | Implementacja modelu matematycznego układu hybrydowego układu połączonych zbiorników / przetwornicy DC/DC w języku Hysdel. | 6 |
T-P-7 | Implementacja modelu matematycznego układu hybrydowego odwróconego wahadła w języku Hysdel. | 6 |
T-P-8 | Synteza układu sterowania dla dyskretnego układu hybrydowego. Regularyzacja. Badanie własności układu sterowania dla modelu z czasem ciągłym i dyskretnym. | 6 |
45 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wprowadzenie do systemów dyskretnych i hybrydowych. Pojęcie procesu dyskretnego. Przykłady procesów dyskretnych. Pojęcie systemu hybrydowego. Przykłady systemów hybrydowych | 2 |
T-W-2 | Automaty skończone | 2 |
T-W-3 | Automaty komórkowe | 2 |
T-W-4 | Formalna definicja systemu hybrydowego. Modele hybrydowe z czasem dyskretnym - MLD, PWA. | 2 |
T-W-5 | Tworzenie hybrydowego modelu matematycznego na podstawie praw fizyki dla przykładowych układów (spadająca piłka, termostat, układ wielu zbiorników, odwrócone wahadło, automatyczna skrzynia biegów). | 3 |
T-W-6 | Modelowanie układów hybrydowych w języku HYSDEL. Omówienie struktury modelu - część interfejsu, część implementacyjna, składnia kodu, komendy. Kompilator. Przykłady. | 2 |
T-W-7 | Regulacja predykcyjna układów hybrydowych z wykorzystaniem przybornika Multi Parametric Toolbox. Przykłady zastosowań hybrydowych regulatorów predykcyjnych. Zaliczenie wykładów. | 2 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
projekty | ||
A-P-1 | uczestnictwo w zajęciach | 45 |
A-P-2 | uzupełnianie wiedzy z literatury | 8 |
A-P-3 | napisanie programów, przeprowadzenie badań | 9 |
A-P-4 | opracowanie uzyskanych wyników w formie projektu | 6 |
A-P-5 | Konsultacje | 2 |
70 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-W-2 | czytanie wskazanej literatury | 7 |
A-W-3 | przygotowanie się do zaliczenia | 8 |
30 |
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: metoda projektów |
M-4 | Metody programowane z użyciem komputera. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu projektów na podstawie ocen cząstkowych ze złożonych projektów oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu. |
S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena pod koniec przedmiotu podsumowująca osiągnięte efekty kształcenia - zaliczenie ustne. |
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_2A_C07_W01 Potrafi wyjaśnić ideę systemów hybrydowych i dyskretnych oraz podać przykłady. Potrafi opisać najbardziej popularne modele systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi omówić przykładowe narzędzie programistyczne do symulacji systemów hybrydowych. | AR_2A_W04, AR_2A_W03 | — | — | C-1, C-2 | T-W-7, T-W-5, T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-6 | M-1, M-2 | S-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_2A_C07_U01 Umie zaprezentować przykłady praktyczne systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi zaprojektować hybrydowy układ sterowania. | AR_2A_U03, AR_2A_U04 | — | — | C-3, C-4, C-5 | T-P-5, T-P-1, T-P-4, T-P-3, T-P-8, T-P-2 | M-2, M-4, M-3 | S-1 |
AR_2A_C09_U01 Umie stworzyć model systemu hybrydowego na podstawie praw fizyki i potrafi go formalnie zapisać. | AR_2A_U03, AR_2A_U04 | — | — | C-3 | T-P-4, T-P-3, T-P-2 | M-3 | S-1, S-2 |
AR_2A_C09_U02 Umie zastosować wybrane modele systemów hybrydowych i dyskretnych do symulacji. Umie wykorzystać najpopularniejsze narzędzia programistyczne do symulacji systemów hybrydowych i dyskretnych. | AR_2A_U03, AR_2A_U04 | — | — | C-3, C-4, C-5 | T-P-5, T-P-4, T-P-6, T-P-7 | M-4, M-3 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_2A_C07_W01 Potrafi wyjaśnić ideę systemów hybrydowych i dyskretnych oraz podać przykłady. Potrafi opisać najbardziej popularne modele systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi omówić przykładowe narzędzie programistyczne do symulacji systemów hybrydowych. | 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_2A_C07_U01 Umie zaprezentować przykłady praktyczne systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi zaprojektować hybrydowy układ sterowania. | 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_2A_C09_U01 Umie stworzyć model systemu hybrydowego na podstawie praw fizyki i potrafi go formalnie zapisać. | 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_2A_C09_U02 Umie zastosować wybrane modele systemów hybrydowych i dyskretnych do symulacji. Umie wykorzystać najpopularniejsze narzędzia programistyczne do symulacji systemów hybrydowych i dyskretnych. | 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
- Khalil H. K., Nonlinear Systems, Prentice Hall, 1996, 2nd edition
- Hespanha J., Morse A. S., Switching Between Stabilizing Controllers, Automatica, 2002, 38(11)
- Goebel R., Hespanha J., Teel A., Cai C., Sanfelice R., Hybrid Systems: Generalized Solutions and Robust Stability, In Proc. of the 6th IFAC Symp. on Nonlinear Contr. Systems, 2004
- Antsaklis P. J., Special issue on hybrid systems: Theory and applications, Proc. of the IEEE, 2000, vol. 88, no. 7
- Morari M., Thiele L. (eds.), Hybrid Systems: Computation and Control, 8th International Workshop, HSCC 2005, Zurich, Switzerland, Springer, 2005, March 9–11
- M. Kubale, Optymalizacja dyskretna, modele i metody kolorowania grafów, WNT, Warszawa, 2002
- Grossman R. L., Nerode A., Ravn A. P., Rischel H. ( eds.), Hybrid systems, Springer, 1993
- Lygeros J., Tomlin C., Sastry S., Hybrid Systems: Modeling, Analysis and Control, 2008, http://inst.cs.berkeley.edu/~ee291e/sp09/handouts/book.pdf
Literatura dodatkowa
- Carloni L. P., Passerone R., Pinto A., Sangiovanni-Vincentelli A. L., Languages and Tools for Hybrid Systems Design, NOW, the essence of knowledge, Foundations and Trends in Electronic Design Automation, 2006