Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Sterowanie w systemach mechatronicznych I

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTXXCNI-SwSMI
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) 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:

niestacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 10/Zo, C 6/+, L 4/, razem: 20 godz., 3 pkt ECTS

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 IV / kierunek Mechatronika / specjalność: wszystkie

Autor:

Dr inż. Marek Jaworowicz

Bilans ECTS:

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 10

2. Udział w laboratoriach / 4

3. Udział w ćwiczeniach / 6

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 10

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 18

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 15

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: 69godz./ 2,5 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 26godz./ 1,5ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym (2+6) 22godz./ 1,0 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 2,0ECTS


Skrócony opis:

Moduł obejmuje zagadnienia związane ze sterowaniem układami mechatronicznymi. Studenci zapoznają się na min. ze sposobami sterowania

napędami elektrycznymi oraz metodami wyznaczania parametrów dla regulatorów PID 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 PID w układach serwomechanizmów pozycjonowania i regulacji prędkości / 4/ Zagadnienie obejmuje modele strukturalne regulacji kaskadowej oraz ich liniowe modele matematyczne stosowane do analizy jakości regulacji.

3. Układy PWM oraz sprzężenia sterowników z elementami wykonawczymi - silnikami DC i BLDC / 4/ Zagadnienie obejmuje budowę i działanie mostka typu H oraz układy dyskretnego sterowania jego stanami dla uzyskania pożądanej wartości prądu silnika i momentu napędowego oraz charakterystyk jakościowych regulacji prędkości i położenia.

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 transmi-tancji wybranego silnika DC.

3. Opracowanie modelu numerycznego silnika DC w Matlab 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. Dobór regulatora i obliczanie jego nastaw w Control Toolbox dla napędu z silnikiem DC / 2 / Studenci wykorzystują procedury Control Toolbox do wyznaczenia nastaw regulatora PI i PID dla zadanych warunków regulacji napędu.

5. 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

Laboratoria /metoda praktyczna

1. Badanie napędu pneumatycznego z regulatorami PID, FLC oraz neuro-nowym / 2 / Studenci badają i oceniają jakość regulacji położenia siłownika pneumatycznego na podstawie wyznaczanych i rejestrowanych odpowiedzi skokowych przy zadawanych różnych funkcjach wymuszeń.

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.

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: opracowanych i uruchomionych pro-gramów w Matlab i Simulinku

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: opracowanych sprawozdań

Zaliczenie przedmiotu jest prowadzone w formie kolokwium, z pytaniami otwartymi i zadaniami obliczeniowymi regulatorów

Warunkiem dopuszczenia do kolokwium/zaliczenia jest zaliczenie ćwiczeń i laboratoriów

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 uzyska 6pkt. z kolokwium

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który uzyska 5,5pkt. z kolokwium

Ocenę dobrą otrzymuje student, który uzyska 5pkt. z kolokwium

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który uzyska 4,5pkt. z kolokwium

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który uzyska 4pkt. z kolokwium

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który uzyska mniej, niż 4pkt. z kolokwium

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)