Sterowanie w systemach mechatronicznych
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTAXWSJ-SSMe |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Sterowanie w systemach mechatronicznych |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
3.00
|
Język prowadzenia: | (brak danych) |
Rodzaj studiów: | jednolite magisterskie |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 14/E, C 12/+, L 4/, razem: 30 godz., 7 pkt ECTS |
Przedmioty wprowadzające: | 1. Podstawy automatyki/ wymagania wstępne: zrealizowane elementy analizy układów automatyki. 2. Układy cyfrowe i mikroprocesorowe/ wymagania wstępne: zrealizowane elementy budowy i działania mikroprocesorów i kontrolerów 3. Wprowadzenie do mechatroniki/ wymagania wstępne: zrealizowane elementy konstrukcji i zasady działania układów mechatronicznych |
Programy: | semestr VI / kierunek Mechatronika/ wszystkie specjalności ITU |
Autor: | Dr inż. Marek Jaworowicz |
Bilans ECTS: | Aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach / 14 2. Udział w laboratoriach / 4 3. Udział w ćwiczeniach / 12 4. Udział w seminariach / 0 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 8 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 6 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 18 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium /0 9. Realizacja projektu / 0 10. Udział w konsultacjach / 6 11. Przygotowanie do egzaminu / 8 12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 13. Udział w egzaminie / 2 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 76godz./ 7,0 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 38godz./ 3,0ECTS Zajęcia o charakterze praktycznym (2+6) 10godz./ 1,0 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 3.0ECTS |
Skrócony opis: |
Moduł obejmuje zagadnienia związane ze sterowaniem układami mechatronicznymi. Studenci zapoznają się min. ze sposobami sterowania napędami elektrycznymi oraz metodami wyznaczania parametrów dla regulatorów PI oraz od stanu K i LQ, stosowanych w napędzie DC |
Pełny opis: |
Wykłady prezentacje z omówieniem/ 1. Inżynieria systemów mechatronicznych (SM) - modele i technologie realizacji w przykładach/ 2 / Zagadnienie obejmuje sterowanie w strukturze SM w oparciu o zintegrowaną informację o stanie systemu i otoczenia (SKO) 2. Regulacja kaskadowa PI w układach serwomechanizmów DC i AC pozycjonowania i regulacji prędkości / 2/ Zagadnienie obejmuje modele strukturalne układów regulacji kaskadowej oraz ich liniowe modele matematyczne stosowane do analizy jakości regulacji. 3. Układy przekształtnikowe, PWM oraz sprzężenia sterowników z elementami wykonawczymi - silnikami DC i BLDC oraz PMSM / 4/ Zagadnienie obejmuje budowę i działanie elementów toru kształtowania na-pięcia sterującego silnikiem dla uzyskania pożądanej wartości prądu silnika i momentu napędowego. 4. Projektowanie i implementacja regulatorów dla napędów osi robotów /4/ Zagadnienie obejmuje metodykę projektowania regulatorów dyskretnych PI oraz od stanu z wykorzystaniem Control System Designer oraz Signal Constraint/Matlab. Implementacje w napędach głowic obserwacyjno-celowniczych oraz napędów systemów uzbrojenia. 5. Projektowanie regulatorów Fuzzy Logic dla serwomechanizmów /2 / Zagadnienie obejmuje metodykę projektowania regulatorów rozmytych dla serwomechanizmów z wykorzystaniem Fuzzy Logic Designer. Ćwiczenia /z wykorzystaniem metod analitycznych i numerycznych/ 1. Wyprowadzenie liniowego modelu matematycznego obcowzbudnego silnika DC / 2/ Studenci wyprowadzają metodą analityczną model silni-ka w postaci równania różniczkowego i operatorowego oraz transmitancji. 2. Obliczanie modelu matematycznego jawnego wybranego silnika DC / 2/ Studenci na podstawie podanych danych – obliczają postać jawną transmitancji wybranego silnika DC oraz jego model w przestrzeni stanu. 3. Opracowanie modelu numerycznego silnika DC w Matlab I Simulink oraz badanie jego charakterystyk / 4/ Studenci opracowują model numeryczny w postaci m-pliku oraz schematu w Simulink-u oraz wyznaczają jego charakterystyki w LTI_Viewer 4. Dobór nastaw regulatora PI w modelu Simscape Electrical dla na-pędu z silnikiem DC / 2 / Studenci wykorzystują model numeryczny w Simulinku do wyznaczenia nastaw regulatora PI oraz parametrów PWM dla zadanych warunków pracy napędu. 5. Obliczanie regulatora od stanu K i LQ dla napędu prędkościowego DC / 2/ Studenci obliczają parametry regulatorów dla napędu prędkościowego z jawnym modelem silnika DC. Laboratoria /metoda praktyczna/ 1. Badanie charakterystyk silnika DC na hamowni / 2 / Studenci wykonują podłączenie silnika DC w układzie z hamownią i wyznaczają charakterystyki pracy silnika z wykorzystaniem programu DriveLab 2. Badanie dokładności i powtarzalności sterowania położeniem serwomechanizmu DC / 2 / Studenci badają i wyznaczają na wartości wskaźników dokładności i powtarzalności serwomechanizmu przy zmiennych wartościach współczynnikach wypełnienia układu PWM |
Literatura: |
Podstawowa: 1. J. Kowal: Podstawy automatyki, cz1 i cz2, WNT 2002r. 2. T. Kaczorek i inni; Podstawy teorii sterowania, WNT 2006r. 3. J. Brzózka: Ćwiczenia z automatyki w Matlabie i Simulinku, WNT 1999r. 4. J. Przepiórkowski: Silniki elektryczne w praktyce elektronika, BTC, 1999r …………………………………… Uzupełniająca: 5. J. Kwaśniewski: Sterowniki PLC w praktyce inżynierskiej, btc, 2008r. 6. M. Szymkat: Komputerowe wspomaganie w projektowaniu układów regulacji, WNT, 2001r. 7. M. Jaworowicz: materiały własne do wykładów i ćwiczeń; 8. MathWorks: pliki prezentacyjne video; |
Efekty uczenia się: |
Symbol i nr efektu modułu / efekt kształcenia / odniesienie do efektu kierunkowego W1 / Zna i rozumie uwarunkowania strukturalne i funkcjonalne do zastosowania odpowiednich sposobów sterowania i rodzajów regulatorów w układach mechatronicznych /Posiada ugruntowaną wiedzę z podstaw metodyki doboru i obliczania nastaw regulatorów dla napędu mechatronicznego/ K_W08 U1 / potrafi zastosować właściwe narzędzia numeryczne do projektu algo-rytmu sterowania i jego implementacji na platformie mikrokontrolera/ K_U07, K_U12, K_U13 |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu w postaci kolokwium pisemnego, z pytaniami otwartymi i zadaniami obliczeniowymi regulatorów Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: aktywności na zajęciach i jakości opracowywanych m.plików Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: pytań sprawdzających i aktywności przy stanowisku. Zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie egzaminu pisemnego Warunkiem dopuszczenia do egzaminu/zaliczenia jest zaliczenie ćwiczeń Osiągnięcie efektu K_W08- weryfikowane jest na podstawie oceny z kolokwium Osiągnięcie efektów K_U07/12/13- sprawdzane jest na ćwiczeniach Kolokwium oceniane jest następująco: 1.Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który uzyska 6pkt. z kolokwium 2.Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który uzyska 5,5pkt. z kolokwium 3.Ocenę dobrą otrzymuje student, który uzyska 5pkt. z kolokwium 4.Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który uzyska 4,5pkt. z kolokwium 5.Ocenę dostateczną otrzymuje student, który uzyska 4pkt. z kolokwium 6.Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który uzyska mniej, niż 4pkt. z kolokwium |
Praktyki zawodowe: |
Nie dotyczy. |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/2025" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-03-01 - 2025-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 12 godzin
Laboratorium, 4 godzin
Wykład, 14 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Marek Jaworowicz | |
Prowadzący grup: | Marek Jaworowicz | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie ZAL/NZAL Wykład - Egzamin |
|
Opis sposobu zaliczenia: | Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu w postaci kolokwium pisemnego, z pytaniami otwartymi i zadaniami obliczeniowymi regulatorów Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: aktywności na zajęciach i jakości opracowywanych m.plików Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: pytań sprawdzających i aktywności przy stanowisku. Zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie egzaminu pisemnego Warunkiem dopuszczenia do egzaminu/zaliczenia jest zaliczenie ćwiczeń Osiągnięcie efektu K_W08- weryfikowane jest na podstawie oceny z kolokwium Osiągnięcie efektów K_U07/12/13- sprawdzane jest na ćwiczeniach Kolokwium oceniane jest następująco: 1.Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który uzyska 6pkt. z kolokwium 2.Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który uzyska 5,5pkt. z kolokwium 3.Ocenę dobrą otrzymuje student, który uzyska 5pkt. z kolokwium 4.Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który uzyska 4,5pkt. z kolokwium 5.Ocenę dostateczną otrzymuje student, który uzyska 4pkt. z kolokwium 6.Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który uzyska mniej, niż 4pkt. z kolokwium |
|
Skrócony opis: |
Moduł obejmuje zagadnienia związane ze sterowaniem układami mechatronicznymi. Studenci zapoznają się min. ze sposobami sterowania napędami elektrycznymi oraz metodami wyznaczania parametrów dla regulatorów PI oraz od stanu K i LQ, stosowanych w napędzie DC |
|
Pełny opis: |
Jak w opisie ogólnym przedmiotu. |
|
Literatura: |
Jak w opisie ogólnym przedmiotu. |
|
Uwagi: |
Wszystkie materiały do wszystkich form zajęć - w kanałach zespołów. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.