Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Dynamika i sterowanie statków powietrznych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTLXCSM-DISSP
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Dynamika i sterowanie statków powietrznych
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:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

II stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 20/Zo C 30/Zo, razem: 50 godz., 3 pkt ECTS

Przedmioty wprowadzające:

brak przedmiotów wprowadzających

Programy:

semestr pierwszy / kierunek lotnictwo i kosmonautyka

Autor:

dr inż. Paulina KURNYTA-MAZUREK

Bilans ECTS:

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 20

2. Udział w laboratoriach / 0

3. Udział w ćwiczeniach / 30

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 10

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 0

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 15

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 10

11. Przygotowanie do egzaminu / 0

12. Przygotowanie do zaliczenia / 10

13. Udział w egzaminie / 0


Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 95 godz./ 3 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 60 godz./2 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/35 godz./ 1 ECTS

Skrócony opis:

Celem kształcenia jest poznanie podstawowych pojęć z zakresu ogólnych równań ruchu układów mechanicznych, w tym statków powietrznych, dynamicznych właściwości samolotu w ruchu podłużnym i poprzecznym. Poznanie drgań, stateczności i sterowności w ruchu podłużnym i bocznym samolotu i śmigłowca. Poznanie podstawowych pojęć z zakresu dotyczącego statku powietrznego jako obiektu sterowania. Zaznajomienie z uproszczeniami modelu matematycznego statku powietrznego, kryteriami oceną jakości sterowanego lotu samolotu oraz systemami aktywnego i adaptacyjnego sterowania lotem statków powietrznych.

Pełny opis:

Wykłady / metoda werbalno-wizualna wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań):

1. Układy współrzędnych w modelowaniu dynamiki statku po-wietrznego (2 godz.)

Rodzaje układów współrzędnych, sposoby transformacji układów współrzędnych.

2. Równania ruchu statku powietrznego (4 godz.)

Model kinematyczny, model dynamiczny, statek powietrzny jako obiekt sterowania, Model w przestrzeni stanu, metody uproszczenia modeli, linearyzacja modeli.

3. Własności dynamiczne samolotu w ruchu podłużnym. (2 godz.)

Siły i momenty działające na samolot w ruchu niesterowanym po-dłużnym. Określenie ruchów podłużnych samolotu.

4. Własności dynamiczne samolotu w ruchu bocznym. (2 godz.)

Siły i momenty działające na samolot w ruchu niesterowanym bocznym. Określenie ruchów bocznych samolotu.

5. Układy sterowania statków powietrznych. (4 godz.)

Klasyczne i współczesne układy sterowania lotem. Układy poprawiające charakterystyki sterowania. Autopiloty.

6. Elementy dynamiki śmigłowca. (2 godz.)

Siły i momenty działające na śmigłowiec w ruchu nieustalonym. Równowaga, stateczność i sterowność śmigłowca.

7. Dynamika i sterowanie bezzałogowych platform latających (2 godz.)

Równania ruchu wybranych platform bezzałogowych

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Równania dynamiki wielowirnikowej platformy latającej. (4 godz.)

Wyprowadzanie uproszczonych równań dynamiki platformy wielowirnikowej oraz ich implementacja w oprogramowaniu symulacyjnym.

2. Równania sił i momentów od układu napędowego wielowirnikowej platformy latającej. (4 godz.)

Wyprowadzanie uproszczonych równań sił i momentów generowanych przez elementy napędowe platformy wielowirnikowej oraz ich implementacja w oprogramowaniu symulacyjnym.

3. Równania ruchu wielowirnikowej platformy latającej. (4 godz.)

Wyprowadzanie równań ruchu platformy wielowirnikowej oraz ich implementacja w oprogramowaniu symulacyjnym.

4. Układy sterowania wielowirnikową platformą latającą (2 godz.)

Zaprojektowanie prostego układu sterowania wielowirnikową platformą latającą i implementacja w środowisku symulacyjnym.

5. Regulator PID w sterowaniu wielowirnikowej platformy latającej. (4 godz.)

Implementacja regulatora PID w układzie sterowania wielowirnikowej platformy latającej w środowisku symulacyjnym.

6. Linearyzacja równań zaburzonego ruchu samolotu. (4 godz.)

Analiza zachowania modelu ruchu statku powietrznego przy zaburzeniach ruchu.

7. Modelowanie i symulacja sterowanego ruchu samolotu. (4 godz.)

Implementacja modeli zaburzonego i sterowanego ruchu statku po-wietrznego w oprogramowaniu symulacyjnym.

8. Projektowanie struktur i dobór parametrów wybranych aktywnych i adaptacyjnych systemów sterowania lotem. (4 godz.)

Implementacja aktywnych i adaptacyjnych układów sterowania w oprogramowaniu symulacyjnym.

Literatura:

Podstawowa:

1. Durham W. Aircraft Flight Dynamics and Control, Wiley, 2013

2. Bociek S., Gruszecki J., Układu sterowania automatycznego samolotem. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1999;

3. Bubnicki Z., Teoria i algorytmy sterowania, WN PWN, Warszawa 2005;

4. Cannon R.H., Dynamika układów fizycznych, WNT, Warszawa, 1973;

5. Etkin B., Dynamics of Atmospheric Flight, John Willey and Sons, NY, 1972;

6. Fiszdon W., Mechanika lotu, PWN, 1962;

7. Krzyżanowski A., Mechanika lotu, WAT, Warszawa, 200 ;

8. Krzyżanowski A., Mechanika lotu śmigłowców, WAT, Warszawa, 2010;

9. Stevens B., Aircraft Control and Simulation, John Willey and Sons, NY, 1992;

10. Bestaoui Sebbane Y., Smart autonomous aircraft. Flight Control and Planning for UAV, CRC Press, 2016

Uzupełniająca:

1. Żelazny M., Podstawy automatyki, PWN, Warszawa 1976;

2. Mrozek B., Mrozek Z., Matlab, Wydawnictwo PLJ, Warszawa 1996,

3. Staniszewski R., Teoria sterowania, skrypt WAT, Warszawa 1981;

Efekty uczenia się:

Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / Ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą modelowanie i analizę zjawisk fizycznych występujących podczas lotu statków po-wietrznych oraz rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych opisujących dynamikę statku powietrznego, przydatną do rozwiązywania zadań z zakresu wyznaczania charakterystyk dynamicznych obiektów latających i ich systemów sterowania. / K2_W01,

W2 / Ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą fizykę atmosfery i fizykę ciała stałego niezbędną do zrozumienia zjawisk fizycznych zachodzących podczas lotu statków powietrznych / K2_W02

U1 / Potrafi opracować szczegółową dokumentację wyników realizacji zadania projektowego lub badawczego dotyczącego właściwości dynamicznych i systemów sterowania statków powietrznych / K2_U03

U2 / Potrafi zaplanować oraz przyprowadzić symulację i eksperymenty w zakresie charakterystyk dynamicznych statków powietrznych, a także pomiary i ekstrakcję parametrów charakteryzujących systemy sterowania statków powietrznych / K2_U08

U3 / Potrafi formułować oraz – wykorzystując odpowiednie narzędzia analityczne, symulacyjne i eksperymentalne – testować hipotezy związane z modelowaniem i projektowaniem systemów sterowania statków powietrznych i ich elementów. / K2_U13

K1 / rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu informacji i opinii dotyczących osiągnięć lotnictwa w zakresie dynamiki sterowania statków powietrznych; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opnie w sposób powszechnie zrozumiały, przedstawiając różne punkty widzenia / K2_K02

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen uzyskanych na podstawie pisemnego raportu z zadań wykonywanych w trakcie ćwiczeń.

Zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie testu pisemnego.

Warunkiem dopuszczenia do zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń.

Osiągnięcie efektów U1, U2, U3 - sprawdzane są na ćwiczeniach audytoryjnych na pisemnych kartkówkach.

Osiągnięcie efektów W1, W2, U2 - sprawdzane jest podczas zaliczenia przedmiotu

Osiągnięcie efektu K1 – weryfikowane jest podczas samodzielnej pracy studenta podczas ćwiczeń audytoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który uzyska co najmniej 90% punktów z testu sprawdzającego wiedzę oraz co najmniej ocenę dobrą z ćwiczeń rachunkowych.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który uzyska co najmniej 80% punktów z testu sprawdzającego wiedzę oraz co najmniej ocenę dobrą z ćwiczeń rachunkowych.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który uzyska co najmniej 75% punktów z testu sprawdzającego wiedzę.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który uzyska co najmniej 65% punktów z testu sprawdzającego wiedzę.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który uzyska co najmniej 50% punktów z testu sprawdzającego wiedzę.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie spełnił wymagań na ocenę dostateczną.

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)