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)
|
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 |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.