Systemy sterowania statków powietrznych II
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTLACSI-SSSPII |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Systemy sterowania statków powietrznych II |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 28/E C 18/Zo, L 14/Zo+ |
Przedmioty wprowadzające: | matematyka 3 / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć, twierdzeń i metod rachunkowych różniczkowego i całkowego funkcji jednej zmiennej oraz równań różniczkowych zwyczajnych; wybrane zagadnienia matematyki/ wymagania wstępne: znajomość rachunku operatorowego opartego o przekształcenia Laplace’a, szeregi Fouriera; fizyka 1 / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć mechaniki: siła, momenty, prędkość, przyspieszenie, znajomość podstawowych praw zachowania, znajomość powszechnego prawa ciążenia, znajomość praw dynamiki Newtona, znajomość jednostek miar wielkości mechanicznych w układzie SI; podstawy automatyki/ wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zasadniczych pojęć z podstaw sterowania i automatyki: układy regulacji automatycznej, transmitancja operatorowa i widmowa, charakterystyki czasowe i częstotliwościowe, regulatory ciągłe i dyskretne; aerodynamika / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć aerodynamiki: współczynniki sił aerodynamicznych, opis geometrii skrzydła, opór indukowany, bariera dźwięku; konstrukcja statków powietrznych / wymagania wstępne: znajomość budowy i konstrukcji płatowca i jego elementów; znajomość sił działających na samo-lot, przeciążeń, mechanizacji skrzydła, usterzenia oraz budowy układu sterowania; mechanika lotu / wymagania wstępne: umiejętność obliczeń i analizy ruchów nieustalonych oraz określania warunków stateczności statycznej i dynamicznej statków powietrznych; znajomość podstawowych pojęć związanych z dynamiką ruchu statku powietrznego, biegunowa samolotu; |
Programy: | Semestr szósty / lotnictwo i kosmonautyka |
Autor: | dr inż. Krzysztof KAŹMIERCZAK mgr inż. Paulina KURNYTA - MAZUREK |
Bilans ECTS: | Aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach / 28 2. Udział w laboratoriach / 14 3. Udział w ćwiczeniach / 18 4. Udział w seminariach / 0 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 28 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 14 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 18 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 9. Realizacja projektu / 0 10. Udział w konsultacjach / 10 11. Przygotowanie do egzaminu / 10 12. Przygotowanie do zaliczenia / 10 13. Udział w egzaminie / 1 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 151 godz./ 5 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 71 godz./3 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową/80 godz./ 3 ECTS |
Skrócony opis: |
Samolot jako obiekt regulacji w systemie automatycznego sterowania. Opis matematyczny właściwości dynamicznych samolotu. Charakterystyki sterowności, stabilności i manewrowości samolotu. Budowa i zasada działania układów półautomatycznego sterowania lotem, automatów tłumienia drgań, automatów sterowania podłużnego, automatów sterowania bocznego, automatów stabilności, automatów obciążenia, automatów trymerowania, automatów wyważenia oraz automatów regulacji kinematycznego przełożenia. Struktury techniczne, zakresy pracy, budowa i zasada działania wybranych rozwiązań systemów sterowania statków powietrznych. |
Pełny opis: |
Wykłady / metoda werbalno-wizualna wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań) : 1. Wprowadzenie / 2 / Omówienie podziału, klasyfikacji i struktury układów sterowania lotem. Określenie wymagań i norm dotyczących układów sterowania. 2. Statek powietrzny jako obiekt sterowania / 2 / Opis matematyczny statku powietrznego w izolowanym ruchu podłużnym i bocznym. 3. Charakterystyki statku powietrznego / 2 / Charakterystyki statyczne i dynamiczne podłużnego i bocznego ruchu statku powietrznego. Charakterystyki stabilności, sterowności i manewrowości. 4. Transmisja ruchu / 4 / Kinematyka transmisji ruchu między organami sterowania, a powierzchniami sterującymi. Układy klasyczne transmisji ruchu. Układy „fly-by-wire”, i „fly-by-light”. 5. Układy tłumienia drgań kąta pochylenia, przechylenia i odchylenia / 2 / Zadania i struktura techniczna układów tłumienia drgań. 6. Układy wspomagania pilota / 2 / Układy i mechanizmy efektu trymerowego, mechanizmy obciążenia, regulatory współczynnika przełożenia. 7. Prawa sterowania / 2 / Struktura i prawa sterowania w kanałach pochylenia, przechylenia i odchylenia. 8. Układy automatycznego sterowania / 2 / Układy automatycznej stabilizacji parametrów lotu statku powietrznego 9. Układy sterowania dyspozycyjnego / 2 / Struktura i prawa sterowania dla układów sterowania dyspozycyjnego 10. Układy aktywnego sterowania lotem / 4 / Podział i zastosowanie układów aktywnego sterowania 11. Współczesne systemy automatycznego sterowania lotem / 4 / Analiza strukturalna i funkcjonalna systemów automatycznego sterowania lotem wybranych samolotów cywilnych i wojskowych Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna: 1. Równania ruchu statku powietrznego / 4 / Wyznaczanie równań operatorowych równań ruchu dla wybranego przypadku 2. Ruch podłużny statku powietrznego / 2 / Wyznaczanie parametrów sterowania w ruchu podłużnym statku powietrznego 3. Charakterystyki statku powietrznego / 4 / Wyznaczanie charakterystyk stabilności i sterowności statku powietrznego 4. Transmisja ruchu / 2 / Wyznaczanie parametrów transmisji ruchu między organami sterowania, a powierzchniami sterującymi 5. Sterowanie automatyczne / 2 / Ocena jakości procesu stabilizacji lotu statku powietrznego w zakresie automatycznego sterowania lądowaniem 6. Modelowanie wybranych elementów układów wykonawczych / 4 / Opracowanie modeli symulacyjnych wybranych elementów systemu sterowania statku powietrznego Laboratoria / metoda praktyczna: 1. Wyznaczenie charakterystyk stabilności i sterowności samolotu /2/ modelowanie struktury samolotu jako obiektu sterowania w izolowanym ruchu podłużnym w środowisku Matlab-Simulink, wyznaczenie charakterystyk stabilności i sterowności 2. Badanie właściwości statycznych i dynamicznych automatu sterowania podłużnego /4/ wyznaczenie transmitancji samolotu, wyznaczenie optymalnych parametrów sterowania, ocena jakości działania układu automatycznej regulacji 3. Projekt aplikacji sterującej działaniem elektrycznego układu wykonawczego /4/ sterowanie prędkością obrotową silnika elektrycznego, opracowanie aplikacji sterującej w środowisku LabVIEW 4. Badanie wpływu parametrów regulatora na własności dynamiczne układu regulacji automatycznej modeli śmigłowców o dwóch i trzech stopniach swobody /4/ Ocena jakości działania algorytmów sterowania wg różnych kryteriów, wprowadzanie zaburzeń, badanie charakterystyk czasowych układów sterowania |
Literatura: |
Podstawowa: Krzyżanowski A.: Mechanika lotu, WAT, Warszawa 2009 (też inne wydania). Bociek S., Gruszecki J.: Układy sterowania automatycznego samolotem, OWPRz, Rzeszów 1999; Gruszecki J.: Bezpilotowe aparaty latające – systemy sterowania i nawigacji, OWPRz, Rzeszów 2002; Tomczyk A.: Pokładowe cyfrowe systemy sterowania samolotem, OWPRz, Rzeszów 1999. Uzupełniająca: Vogt R.: Sterowanie statków powietrznych, WPW, Warszawa 1987; Żurgaj M.: Układy automatycznego sterowania lotem, WPW, Warszawa 2011. |
Efekty uczenia się: |
Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego W1 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie podstaw sterowania i automatyki, metrologii wielkości mechanicznych i elektrycznych oraz technik wykonywania pomiarów / K_W04 W2 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie mechaniki płynów i mechaniki lotu w odniesieniu do kluczowych zagadnień konstrukcyjnych i eksploatacyjnych statków powietrznych / K_W08 W3 / ma szczegółową wiedzę w zakresie funkcjonowania statków powietrznych, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania elementów, układów, urządzeń, instalacji i systemów statku powietrznego / K_W14 W4 / orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych techniki lotniczej i kosmicznej / K_W15 U1 / ma umiejętność samokształcenia się, m.in. w celu podnoszenia kompetencji zawodowych / K_U04 U2 / potrafi w sposób analityczny wyznaczyć podstawowe parametry oraz formułować proste modele matematyczne, w celu symulacji elementów, układów statku powietrznego a w tym potrafi posłużyć się właściwie dobranymi narzędziami komputerowymi – symulatorami i środowiskami programistycznymi / K_U07 U3 / potrafi porównać rozwiązania projektowe układów, urządzeń i instalacji statku powietrznego ze względu na rodzaj misji i zadane kryteria użytkowe, ekonomiczne i bezpieczeństwa oraz potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego, systemu pokładowego, projektu instalacji pokładowej, propozycji technologii wytwarzania, napraw i procedur obsługiwania/ K_U11 U4 / potrafi powiązać wyniki pracy badawczej z praktyką inżynierską warunkującą poprawę funkcjonalności lub nowoczesności rozwiązań elementów płatowca, zespołu napędowego lub poszczególnych podzespołów stanowiących element struktury wytrzymałościowej, układu sterowania lub wyposażenia pokładowego/ K_U13 U5 / potrafi analizować rozwiązania koncepcyjne i konstrukcyjne w odniesieniu do możliwości technologicznych i uwarunkowań eksploatacyjnych statków powietrznych/ K_U14 U6 / potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania istniejących rozwiązań technicznych i ocenić te rozwiązania / K_U18 |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Egzamin z przedmiotu jest prowadzony w formie pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi. Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych na ocenę odbywa się na podstawie pisemnego kolokwium z zadaniami otwartymi. Zaliczenie laboratorium na ocenę odbywa się na podstawie ocen otrzymanych za sprawozdania. Osiągnięcie efektu W1, W2, W3, W4 - weryfikowane jest na kolokwiach i egzaminie. Osiągnięcie efektu U1, U2, weryfikowane jest na kolokwiach i indywidulanych dyskusjach. Osiągnięcie efektu U1, U3, U4, U5, U6 weryfikowane jest podczas indywidualnej dyskusji dotyczącej realizacji sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego. Ocenę bardzo dobrą z wykładu otrzymuje student, który uzyskał minimum 90% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę dobrą plus z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 80% do 89% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę dobrą z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 70% do 79% poprawnych odpowiedzi z egzaminu pisemnego. Ocenę dostateczną plus z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 60% do 69% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę dostateczną z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 50% do 59% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę niedostateczną z wykładu otrzymuje student, który uzyskał poniżej 50% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę bardzo dobrą z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał minimum 90% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dobrą plus z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 80% do 89% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dobrą z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 70% do 79% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dostateczną plus z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 60% do 69% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dostateczną z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 50% do 59% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę niedostateczną z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał poniżej 50% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę bardzo dobrą z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń powyżej 4.7. Ocenę dobrą plus z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 4.26-4.69. Ocenę dobrą z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 3.76-4.25. Ocenę dostateczną plus ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 3.26-3.75. Ocenę dostateczną z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 3.00-3.25. Ocenę niedostateczną z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który uzyskał średnią z ćwiczeń laboratoryjnych poniżej 3.00, lub nie otrzymał oceny pozytywnej z wszystkich ćwiczeń. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.