Systemy mechatroniczne - I sem. (n.2014)

stacjonarne

II stopnia

obowiązkowy

W 54/x; C 24/+; L 12/+; Razem: 90

brak

semestr pierwszy/ mechatronika/ wszystkie specjalności wojskowe

Dr inż. Marek Jaworowicz,

dr inż. Bogdan Machowski,

ppłk dr inż. Maciej Henzel

Aktywność / obciążenie studenta w godz:

1. Udział w wykładach / 54

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów

i przygotowanie do egzaminu / 10

3. Udział w ćwiczeniach / 24

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 10

5. Udział w laboratoriach / 12

6. Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów / 10

7. Udział w konsultacjach / 2

8. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 124 / 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.+8=94 / 2 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5.=12 / 2 ECTS

Zakres przedmiotu obejmuje zagadnienia dotyczące analizy funkcjonalnej i konstrukcyjnej systemu kierowania ogniem (SKO) zestawu rakietowo-artyleryjskiego, ze szczególnym uwzględnieniem napędów elektrycznych prądu przemiennego stosowanych w SKO oraz w urządzeniach przemysłowych. Szczegółowo jest omawiana struktura sterowania skalarnego i wektorowego napędów z elementami zabezpieczeń termicznych i przeciążeniowych oraz sygnalizacji stanów układu. Ponadto, studenci zapoznają się z metodykami projektowania układów sterowania elektrycznego i pneumatycznego, w oparciu o środowiska programistyczne FluidSim oraz DriveLab.

Wykład/ metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych

1. Ogólna struktura systemu kierowania ogniem (SKO) jako systemu mechatronicznego. Analiza funkcjonalna SKO zestawu rakietowo-artyleryjskiego. Rozwiązania przykładowe - ZSU-23-4MPBiała, ZUR-23-2KG / 2.

2. Napęd elektryczny jako serwomechanizm mechatroniczny. Silniki elektryczne i ich normalizacja, rodzaje ochrony i pracy. Silniki asynchroniczne – budowa, charakterystyki, metody rozruchu, kompensacja mocy biernej i ochrona nadprądowa.

Sterowanie prędkością obrotową silników trójfazowych: przełączanie biegunowe, poślizgowe, częstotliwościowe. Falowniki / 4.

3. Silniki bezszczotkowe z elektroniczna komutacją.

Układy regulacji prędkości obrotowej. Rozwiązania w sprzęcie uzbrojenia / 2.

4. Przekładnie ruchu silników elektrycznych – zasady działania, własności i metody obliczania.

Zabezpieczenia przeciążeniowe silników elektrycznych / 2.

5. Wprowadzenie do pneumatyki. Objaśnienie podstawowych pojęć i

charakterystyk sterowania pneumatycznego / 2 / Zagadnienia obejmują przedstawienie podstawowych pojęć i problemów potrzebnych do zrozumienia układów pneumatycznych.

6. Elementy i zespoły sterujące. Przedstawienie i klasyfikacja pneumatycznych elementów sterujących / 4 / Zagadnienia obejmują podział i przedstawienie konstrukcji oraz sposobu działania pneumatycznych elementów sterujących.

7. Sposób przetwarzania energii sprężonego powietrza na energię mechaniczną. Siłowniki i silniki pneumatyczne – typy, budowa, charakterystyki / 4 / Zagadnienia obejmują podział i przedstawienie konstrukcji oraz sposobu działania pneumatycznych elementów wykonawczych.

8. Podstawy projektowania układów pneumatycznych w programie Matlab / 2 / Zagadnienia obejmują przedstawienie studentom programu Matlab wraz z toolboxami na potrzeby projektowania układów pneumatycznych.

9. Projektowanie i realizacja elektrycznych układów sterowania. Elementy stykowych USE. Zasady rysowania i projektowania schematów USE, metody diagramów drogowych, stanu / 2.

10. Realizacje techniczne USE: układy łącznikowe, sygnalizacji stanu, stycznikowe. Układ sterowania załączaniem silników trójfazowych / 2.

11. Podstawy teorii inżynierii systemów. Myślenie systemowe / 2.

12. Własności strukturalne, dynamiczne i ewolucyjne systemów / 2.

13. Modele systemów sterowania wykorzystywane w projektowaniu. Języki modelowania. Symulacja komputerowa /2.

14. Ogólny schemat i istota funkcjonowania systemów mechatronicznych /2.

15. Klasyfikacja systemów mechatronicznych / 2.

16. Synteza systemu mechatronicznego /2.

17. Przegląd zaawansowanych technologicznie czujników oraz nastawników /2.

18. Akcelerometry mikromechaniczne /2.

19. Żyroskopy laserowe oraz scalone jako sensory systemu mechatronicznego /2.

20. Synteza systemu mechatronicznego na przykładzie pilota automatycznego /2.

21. Synteza systemu mechatronicznego na przykładzie 122 mm pocisku precyzyjnego rażenia /2.

22. Synteza systemu mechatronicznego na przykładzie głowicy optoelektronicznej /2.

23. Budynek inteligentny jako przykład złożonego systemu mechatronicznego / 2.

Ćwiczenia/ metoda analityczno-praktyczna

1. Wyznaczanie podstawowych parametrów pracy silnika asynchronicznego / 2.

2. Badanie wpływu zmian napięcia i częstotliwości na wartość momentu i poślizgu silnika / 2.

3. Modelowanie układów pneumatycznych w programie Matlab i Simulink (warsztaty przy komputerach) / 2 / Studenci, wykorzystując środowisko komputerowe do modelowania układów pneumatycznych.

4. Modelowanie układów pneumatycznych w programie Matlab i Simscape (warsztaty przy komputerach) / 4 / Studenci, wykorzystując środowisko komputerowe do modelowania układów pneumatycznych.

5. Analiza schematów połączeń USE silnika trójfazowego z elementami komutacji i ich realizacja /2.

6. Uproszczone projektowanie sterowania sekwencyjno-czasowego procesem wiercenia i zgrzewania / 2.

7. Analiza parametrów i stanów pracy silnika trójfazowego (gwiazda-trójkąt) na hamownii / 2.

8. Modelowanie i symulacja układu pomiarowego akcelerometru mikromechanicznego / 2.

9. Modelowanie pocisku rakietowego jako obiektu sterowania oraz pilota automatycznego / 2.

10. Komputerowo wspomagana synteza pilota automatycznego / 2.

11. Modelowanie i symulacja komputerowa złożonego systemu w języku modelowania / 2.

Laboratoria /metoda praktyczna

1. Sterowanie napędem przenośnika XT za pomocą układu falownik-PLC / 4.

2. Sterowanie zintegrowanym układem przenośnika z wykorzystaniem sterownika PLC / 4.

3. Programowanie i symulacja pracy stanowiska magazynującego przy

wykorzystaniu środowiska FluidSIM / 4 / Studenci na podstawie instrukcji i środowiska komputerowego programują i badają sposób pracy dedykowanego stanowiska firmy FESTO.

4. Programowanie i symulacja pracy stanowiska montażowego przy wykorzystaniu środowiska FluidSIM / 4 / Studenci na podstawie instrukcji i

środowiska komputerowego programują i badają sposób pracy dedykowanego stanowiska firmy FESTO.

5. Programowanie i symulacja pracy stanowiska transportowego przy wykorzystaniu środowiska FluidSIM / 2 / Studenci na podstawie instrukcji i środowiska komputerowego programują i badają sposób pracy dedykowanego stanowiska firmy FESTO.

Podstawowa:

1. M. Olszewski i inni, Urządzenia i systemy mechatroniczne, Oficyna „rea”

2. J. Przepiórkowski, Silniki elektryczne, Oficyna „btc”.

3. A. Dębowski: Automatyka, napęd elektryczny, WNT Warszawa 2018.

4. Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. WNT Warszawa 1992, 1997, 2003.

5. Szenajch W.: Pneumatyczne i hydrauliczne manipulatory przemysłowe. WNT Warszawa 1992

6. M. Jaworowicz/Festo: Materiały własne.

7. B. Machowski i inni /Wyposażenie pokładowe rakiet przeciwlotniczych Cz I, 1989.

8. B. Machowski i inni /Wyposażenie pokładowe rakiet przeciwlotniczych Cz II, 1990.

9. Z Z. Koruba, J. W. Osiecki /Budowa, dynamika i nawigacja wybranych broni precyzyjnego rażenia, Kielce, 2006.

Uzupełniająca:

10. Szenajch W.: Przyrządy, uchwyty i sterowanie pneumatyczne. WNT Warszawa 1983.

11. Gerhard Vogel, Euglen Mühlberger: Fascynujący świat pneumatyki. Opracowanie wersji polskiej Mariusz Olszewski. Warszawa Festo Polska, sierpień 2003.

12. A. Niederliński /Systemy i sterowanie, 1983.

13. W. Tarnowski /Modelowanie matematyczne i symulacja komputerowa, 2003.

14. A. Zalewski, R. Cegieła /Matlab - obliczenia numeryczne i ich zastosowania, 1999.

symbol/ efekt kształcenia/ odniesienie do efektów kierunku

W1/ Ma poszerzoną wiedzę z zakresu wykorzystania narzędzi matematycznych do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z analizy i projektowania układów regulacji systemów mechatronicznych / K_W01.

W2/ Zna podstawowe metody, techniki i narzędzia rozwiązywania zadań inżynierskich oraz ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie wybranych metodyk projektowania układów mechatronicznych, ma wiedzę dotyczącą trendów rozwojowych systemów mechatronicznych / K_W03, K_W05, K_W06.

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 dotyczące wyboru procedur analizy, metod projektowania i testowania struktur układów mechatronicznych / K_U01.

U2/ potrafi integrować elementy składowe systemu mechatronicznego w funkcjonalną i konstrukcyjną całość

potrafi zaplanować eksperyment - złożenie i uruchomienie układu mechatronicznego / K_U10, K_U14.

U3/ potrafi opracować i zaplanować procedurę testowania złożonego układu mechatronicznego wykorzystując do tego celu metody eksperymentalne, analityczne i symulacyjne oraz ich kombinację / K_U15.

K1/ potrafi myśleć i działać kreatywnie, ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania / K_K01.

K2/ potrafi przekazać w zrozumiały sposób efekty swojej pracy twórczej, jako kreatywnym i komunikatywnym inżynierem mechatronikiem / K_K02.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnego testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdań.

Ocena końcowa z przedmiotu jest średnią ważoną z ocen pisemnego testu egzaminacyjnego oraz zaliczenia zadań laboratoryjnych.

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

Efekty W1 sprawdzane są podczas rozwiązywania zadań laboratoryjnych.

Efekty U1 sprawdzane są na podstawie wyników kolokwium oraz zaliczenia zadań laboratoryjnych.

Efekt K1 sprawdzany jest na podstawie oceny pracy zespołowej i zaliczenia sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który odpowie wyczerpująco na 5 pytań egzaminacyjnych.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który odpowie wyczerpująco na 4,5 pytania egzaminacyjnego.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który odpowie wyczerpująco na 4 pytania egzaminacyjne.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który odpowie na 3,5 pytania egzaminacyjnego.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który odpowie na 3 pytania egzaminacyjne

brak