Sterowanie w systemach mechatronicznych I
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTXXCNI-SwSM-I |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Sterowanie w systemach mechatronicznych I |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | niestacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 6/Zo, C 8/+, L 4/, razem: 18 godz; |
Przedmioty wprowadzające: | 1. Podstawy automatyki i robotyki/ wymagania wstępne: zrealizowane elementy automatyki i analizy układów automatyki. 2. Elektrotechnika i elektronika I i II/ wymagania wstępne: zrealizowane elementy budowy i działania maszyn elektrycznych i wzmacniaczy operacyjnych. |
Programy: | Semestr V / kierunek Mechatronika / specjalność: wszystkie |
Autor: | Dr inż. Marek Jaworowicz |
Bilans ECTS: | aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach / 6 2. Udział w laboratoriach / 4 3. Udział w ćwiczeniach / 8 4. Udział w seminariach / 0 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 6 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 12 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 10 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium /0 9. Realizacja projektu / 0 10. Udział w konsultacjach / 6 11. Przygotowanie do egzaminu / 0 12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 13. Udział w egzaminie / 0 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 52godz./ 2,0 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 20godz./ 0,5ECTS Zajęcia o charakterze praktycznym (2+6) 16godz./ 0,5 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 2.0ECTS |
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 LQ, stosowanych w napędzie DC. |
Pełny opis: |
Wykłady /metody dydaktyczne 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. 2. Regulacja kaskadowa PI w układach serwomechanizmów DC i AC pozycjonowania i regulacji prędkości / 2/ Zagadnienie obejmuje modele strukturalne silnika bocznikowego i 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 / 2/ Zagadnienie obejmuje budowę i działanie elementów toru kształtowania napięcia sterującego silnikiem dla uzyskania pożądanej wartości prądu silnika i momentu napędowego. Ćwiczenia /metody analityczne i numeryczne 1. Wyprowadzenie liniowego modelu matematycznego obcowzbudnego silnika DC / 2/ Studenci wyprowadzają metodą analityczną model silnika 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. 3. Opracowanie modelu numerycznego silnika DC w Matlab I Simulink oraz badanie jego charakterystyk / 2/ Studenci opracowują model numeryczny w postaci m-pliku oraz schematu w Simulink-u oraz wyznaczają jego charakterystyki w LTI_Viewer. 4. Wyznaczanie regulatora PI i K (od stanu) dla modelu prędkościowego DC / 2/ Studenci wyznaczają modele regulatorów wykorzystując funkcje Control Toolbox. 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 wykładu 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: zaliczenia z oceną Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: aktywności na zajęciach oraz jakości opracowanych modeli numerycznych w Matlab oraz analizy wyników symulacji Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: opracowanych sprawozdań. Zaliczenie przedmiotu jest na podstawie oceny nadesłanych sprawozdań z zadania zaliczeniowego. Student sam wybiera poziom zadania, do którego jest przyporządkowana, jawna skala ocen (załącznik w Teams) Warunkiem uzyskania wpisu zaliczenia wykładu jest zaliczenie ćwiczeń i laboratoriów oraz pozytywna ocena z zadania zaliczeniowego. Osiągnięcie efektu K_W08- weryfikowane jest na podstawie kolokwium Osiągnięcie efektów K_U07/12/13- sprawdzane jest na ćwiczeniach. Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który prawidłowo przeprowadzi analizę wstępną silnika i zaprojektuje regulatory K, LQ oraz PI dla napędu prędkościowego i pozycyjnego Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który prawidłowo przeprowadzi analizę wstępną silnika i zaprojektuje regulatory K, LQ dla napędu prędkościowego i pozycyjnego Ocenę dobrą otrzymuje student, który prawidłowo przeprowadzi analizę wstępną silnika i zaprojektuje regulatory K i LQ napędu prędkościowego Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który prawidłowo przeprowadzi analizę wstępną silnika i zaprojektuje regulatory K lub LQ napędu prędkościowego Ocenę dostateczną otrzymuje student, który prawidłowo przeprowadzi analizę wstępną silnika i zaprojektuje regulatory K napędu prędkościowego Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który prawidłowo przeprowadzi analizę wstępną silnika i nie zaprojektuje żadnego z regulatorów |
Praktyki zawodowe: |
nie dotyczy |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.