Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Cyfrowe układy regulacji VII sem.

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTAACNI-CUR
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Cyfrowe układy regulacji VII sem.
Jednostka: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

niestacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 12/X; C 8/+; L 16/+ Razem: 36

Przedmioty wprowadzające:

- Podstawy automatyki i robotyki

- Sterowanie w systemach mechatronicznych

- Układy cyfrowe i mikroprocesorowe

Programy:

semestr siódmy/ mechatronika/ automatyka i sterowanie

Autor:

dr inż. Marek Jaworowicz

Bilans ECTS:

Aktywność / obciążenie studenta w godz:

1. Udział w wykładach / 12

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów i przygotowanie do egzaminu / 10

3. Udział w ćwiczeniach / 8

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 8

5. Udział w laboratoriach / 16

6. Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów / 10

7. Udział w konsultacjach / 4

8. Udział w egzaminie / 3

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 71 / 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.+8.=43 / 2 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5. =16 / 1.5 ECTS

Skrócony opis:

Przedmiot obejmuje zagadnienia analizy torów sygnałowych w cyfrowych układach sterowania rozproszonego oraz uproszczone metody syntezy regulatorów dyskretnych realizujących regulację od uchybu, od stanu układu oraz z minimalną liczbą kroków. Zagadnienia implementacji regulatorów dotyczą regulacji temperatury oraz regulacji kaskadowej w serwomechanizmach.

Pełny opis:

Wykład/ metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych

1. Charakterystyka sterowania cyfrowego (SC). Modele scentralizowany i rozproszony SC. Systemy specjalizowane i otwarte. Struktury systemów SC. – przykłady. Zintegrowane środowiska projektowania cyfrowych SC / 2.

2. Próbkowanie i rekonstrukcja sygnału w torze sterowania. Metody dyskretyzacji oparte o przekształcenie Z i aproksymacje. Dobór i optymalizacja okresu próbkowania / 2.

3. Cyfrowa realizacja algorytmów sterowania. Podstawowy model regulatora LTI_D od stanu. Regulator LQ/LQG. Dobór parametrów i implementacja programowo-sprzętowa. Wymagania jakościowe i funkcjonalne dla regulatorów cyfrowych / 2.

4. Projektowanie i strojenie regulatora dyskretnego metodą Kesslera. Optimum modułu i optimum symetryczne. Struktury realizowalne regulatora z ograniczeniami sygnału sterowania w układach napędowych / 2.

5. Filtracja cyfrowa w torze sterowania. Filtry NOI i SOI / 2.

6. Układy z regulacją „deadbeat”, regulacja kaskadowa, sterowanie wyprzedzające, regulatory rozmyte / 2.

Ćwiczenia /metoda praktyczna, metody numeryczne, programowanie

1. Wyznaczenie postaci obliczeniowych modeli regulatorów LTI_D i układu zamkniętego w oparciu o metody dyskretyzacji.

Dobór okresu próbkowania dla układu regulacji / 4.

2. Obliczanie regulatora dyskretnego od stanu LQ metodą lokowania biegunów – SISO Design Tool/ Matlab.

Analiza pliku obliczeniowego w Matlab / 4.

Laboratoria /metoda praktyczna

1. Badanie modelu regulacji od stanu LQ napędu pozycyjnego DC.

Implementacja regulatora w C++ / 4.

2. Badanie modelu regulacji nadążnej „deadbeat” od wyjścia układu.

Implementacja regulatora w C++ / 4.

3. Badanie jakości regulacji temperatury komory termicznej.

Implementacja regulatora w C++ / 4.

4. Badanie sterowania napędem AC platformy stabilizowanej / 4.

Literatura:

podstawowa:

1. J. Brzózka: Ćwiczenia z automatyki w Matlabie i Simulinku, WNT.

2. J. Brzózka: Regulatory cyfrowe w automatyce, Micom.

3. W. Grega : Metody i algorytmy sterowania cyfrowego w układach scentralizowanych i rozproszonych, Akademia Górniczo- Hutnicza, Kraków2004r.

4. M. Szymkat: Komputerowe wspomaganie w projektowaniu układów regulacji, WNT.

5. M. Jaworowicz: materiały własne.

Efekty uczenia się:

symbol/ efekt kształcenia/ odniesienie do efektów kształcenia

W1/ Student ma uporządkowaną wiedzę z automatyki wraz z elementami robotyki i teorii sterowania w odniesieniu do cyfrowych układów regulacji w systemach mechatronicznych i układach automatyki / K_W06.

W2/ ma podstawową wiedzę dotyczącą zapisu konstrukcji, modeli strukturalnych układów i urządzeń mechatronicznych jako układów regulacji oraz symulacji ich działania z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania / K_W11.

W3/ ma podstawową wiedzę niezbędną do rozumienia pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej, zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy z urządzeniami mechatronicznymi / K_W12.

U1/ potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie, założenia dotyczące wyboru kryteriów jakościowych, metod analizy zakładanych funkcji celów oraz wyboru struktury układu regulacji i regulatora / K_U01.

U2/ umie analizować i projektować proste układy automatyki oraz cyfrowego przetwarzania sygnałów, potrafi opracować algorytm, posłużyć się językami programowania wysokiego i niskiego poziomu oraz odpowiednimi narzędziami informatycznymi do opracowania aplikacji regulatorów, sterowników i dyskretnych układów regulacji / K_U11, K_U12.

U3/ potrafi zaprojektować i uruchomić aplikację regulatora, sterownika z uwzględnieniem kryteriów jakościowych, użytkowych i ekonomicznych oraz norm, używając właściwych metod, technik i narzędzi / K_U20, K_U21.

K1/ ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania / K_K03.

K2/ potrafi określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania / K_K04.

Metody i kryteria oceniania:

1. Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

2. Egzamin jest przeprowadzany w formie ustnej, odpowiedzi na pytania dotyczące grupowych zadań tekstowych: rozwiązań zawartych w sprawozdaniach oraz modelach numerycznych w Matlab i C++

3. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń komputerowych oraz ich obrony na ocenę

4. Ocena końcowa z egzaminu jest średnią ważoną z ocen zaliczenia 3 zadań grupowych

5. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen za wszystkie wykonane i zaliczone ćwiczenia.

6. Efekty W1, W2, W3, sprawdzane są na dwóch kolokwiach i egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi oraz podczas rozwiązywania zadań grupowych

Praktyki zawodowe:

brak

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)