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)
|
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. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.