Systemy sterowania statków powietrznych
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTXXCSI-SSSP |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Systemy sterowania statków powietrznych |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
5.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | Wykłady - 28 godzin / E Ćwiczenia - 18 godzin / Zo Laboratoria - 14 godzin / Zo+ |
Przedmioty wprowadzające: | matematyka 3 / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć, twierdzeń i metod rachunkowych różniczkowego i całkowego funkcji jednej zmiennej oraz równań różniczkowych zwyczajnych; wybrane zagadnienia matematyki/ wymagania wstępne: znajomość rachunku operatorowego opartego o przekształcenia Laplace’a, szeregi Fouriera; fizyka 1 / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć mechaniki: siła, momenty, prędkość, przyspieszenie, znajomość podstawowych praw zachowania, znajomość powszechnego prawa ciążenia, znajomość praw dynamiki Newtona, znajomość jednostek miar wielkości mechanicznych w układzie SI; podstawy automatyki/ wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zasadniczych pojęć z podstaw sterowania i automatyki: układy regulacji automatycznej, transmitancja operatorowa i widmowa, charakterystyki czasowe i częstotliwościowe, regulatory ciągłe i dyskretne; aerodynamika / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć aerodynamiki: współczynniki sił aerodynamicznych, opis geometrii skrzydła, opór indukowany, bariera dźwięku; konstrukcja statków powietrznych / wymagania wstępne: znajomość budowy i konstrukcji płatowca i jego elementów; znajomość sił działających na samolot, przeciążeń, mechanizacji skrzydła, usterzenia oraz budowy układu sterowania; mechanika lotu / wymagania wstępne: umiejętność obliczeń i analizy ruchów nieustalonych oraz określania warunków stateczności statycznej i dynamicznej statków powietrznych; znajomość podstawowych pojęć związanych z dynamiką ruchu statku powietrznego, biegunowa samolotu; |
Programy: | Semestr szósty / lotnictwo i kosmonautyka |
Autor: | dr inż. Krzysztof KAŹMIERCZAK dr inż. Paulina KURNYTA-MAZUREK |
Bilans ECTS: | Aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach / 28 2. Udział w laboratoriach / 14 3. Udział w ćwiczeniach / 18 4. Udział w seminariach / 0 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 28 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 14 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 18 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 9. Realizacja projektu / 0 10. Udział w konsultacjach / 10 11. Przygotowanie do egzaminu / 10 12. Przygotowanie do zaliczenia / 10 13. Udział w egzaminie / 1 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 151 godz./ 5 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 71 godz./3 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową/80 godz./ 3 ECTS |
Skrócony opis: |
Samolot jako obiekt regulacji w systemie automatycznego sterowania. Opis matematyczny właściwości dynamicznych samolotu. Charakterystyki sterowności, stabilności i manewrowości samolotu. Budowa i zasada działania układów półautomatycznego sterowania lotem, automatów tłumienia drgań, auto-matów sterowania podłużnego, automatów sterowania bocznego, automatów stabilności, automatów obciążenia, automatów trymerowania, automatów wyważenia oraz automatów regulacji kinematycznego przełożenia. Struktury techniczne, zakresy pracy, budowa i zasada działania wybranych rozwiązań systemów sterowania statków powietrznych. |
Pełny opis: |
Wykłady / metoda werbalno-wizualna wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań) 1. Wprowadzenie / 2 / Omówienie podziału, klasyfikacji i struktury układów sterowania lotem. Określenie wymagań i norm dotyczących układów sterowania. 2. Statek powietrzny jako obiekt sterowania / 2 / Opis matematyczny statku powietrznego w izolowanym ruchu podłużnym i bocznym. 3. Charakterystyki statku powietrznego / 2 / Charakterystyki statyczne i dynamiczne podłużnego i bocznego ruchu statku powietrznego. Charaktery-styki stabilności, sterowności i manewrowości. 4. Transmisja ruchu / 4 / Kinematyka transmisji ruchu między organami sterowania, a powierzchniami sterującymi. Układy klasyczne transmisji ruchu. Układy „fly-by-wire”, i „fly-by-light”. 5. Układy tłumienia drgań kąta pochylenia, przechylenia i odchylenia / 2 / Zadania i struktura techniczna układów tłumienia drgań. 6. Układy wspomagania pilota / 2 / Układy i mechanizmy efektu trymerowego, mechanizmy obciążenia, regulatory współczynnika przełożenia. 7. Prawa sterowania / 2 / Struktura i prawa sterowania w kanałach pochylenia, przechylenia i odchylenia. 8. Układy automatycznego sterowania / 2 / Układy automatycznej stabilizacji parametrów lotu statku powietrznego 9. Układy sterowania dyspozycyjnego / 2 / Struktura i prawa sterowania dla układów sterowania dyspozycyjnego 10. Układy aktywnego sterowania lotem / 4 / Podział i zastosowanie układów aktywnego sterowania 11. Współczesne systemy automatycznego sterowania lotem / 4 / Analiza strukturalna i funkcjonalna systemów automatycznego sterowania lotem wybranych samolotów cywilnych i wojskowych Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna 1. Równania ruchu statku powietrznego / 4 / Wyznaczanie równań operatorowych równań ruchu dla wybranego przypadku 2. Ruch podłużny statku powietrznego / 2 / Wyznaczanie parametrów sterowania w ruchu podłużnym statku powietrznego 3. Charakterystyki statku powietrznego / 4 / Wyznaczanie charakterystyk stabilności i sterowności statku powietrznego 4. Transmisja ruchu / 2 / Wyznaczanie parametrów transmisji ruchu między organami sterowania, a powierzchniami sterującymi 5. Sterowanie automatyczne / 2 / Ocena jakości procesu stabilizacji lotu statku powietrznego w zakresie automatycznego sterowania lądowaniem 6. Modelowanie wybranych elementów układów wykonawczych / 4 / Opracowanie modeli symulacyjnych wybranych elementów systemu sterowania statku powietrznego Laboratoria / metoda praktyczna 1. Wyznaczenie charakterystyk stabilności i sterowności samolotu /2/ modelowanie struktury samolotu jako obiektu sterowania w izolowanym ruchu podłużnym w środowisku Matlab-Simulink, wyznaczenie charaktery-styk stabilności i sterowności 2. Badanie właściwości statycznych i dynamicznych automatu sterowania podłużnego /4/ wyznaczenie transmitancji samolotu, wyznaczenie optymalnych parametrów sterowania, ocena jakości działania układu automatycznej regulacji 3. Projekt aplikacji sterującej działaniem elektrycznego układu wykonawcze-go /4/ sterowanie prędkością obrotową silnika elektrycznego, opracowanie aplikacji sterującej w środowisku LabVIEW 4. Badanie wpływu parametrów regulatora na własności dynamiczne układu regulacji automatycznej modeli śmigłowców o dwóch i trzech stopniach swobody /4/ Ocena jakości działania algorytmów sterowania wg różnych kryteriów, wprowadzanie zaburzeń, badanie charakterystyk czasowych układów sterowania |
Literatura: |
Podstawowa: 1. Krzyżanowski A.: Mechanika lotu, WAT, Warszawa 2009 (też inne wydania). 2. Bociek S., Gruszecki J.: Układy sterowania automatycznego samolotem, OWPRz, Rzeszów 1999; 3. Gruszecki J.: Bezpilotowe aparaty latające – systemy sterowania i nawigacji, OWPRz, Rzeszów 2002; 4. Tomczyk A.: Pokładowe cyfrowe systemy sterowania samolotem, OWPRz, Rzeszów 1999. Uzupełniająca: 1. Vogt R.: Sterowanie statków powietrznych, WPW, Warszawa 1987; 2. Żurgaj M.: Układy automatycznego sterowania lotem, WPW, Warszawa 2011. |
Efekty uczenia się: |
Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego W1 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie podstaw sterowania i automatyki, metrologii wielkości mechanicznych i elektrycznych oraz technik wykonywania pomiarów / K_W04 W2 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie mechaniki płynów i mechaniki lotu w odniesieniu do kluczowych zagadnień konstrukcyjnych i eksploatacyjnych statków powietrznych / K_W08 W3 / ma szczegółową wiedzę w zakresie funkcjonowania statków powietrznych, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania elementów, układów, urządzeń, instalacji i systemów statku powietrznego / K_W14 W4 / orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych techniki lotniczej i kosmicznej / K_W15 U1 / ma umiejętność samokształcenia się, m.in. w celu podnoszenia kompetencji zawodowych / K_U04 U2 / potrafi w sposób analityczny wyznaczyć podstawowe parametry oraz formułować proste modele matematyczne, w celu symulacji elementów, układów statku powietrznego a w tym potrafi posłużyć się właściwie dobranymi narzędziami komputerowymi – symulatorami i środowiskami programistycznymi / K_U07 U3 / potrafi porównać rozwiązania projektowe układów, urządzeń i instalacji statku powietrznego ze względu na rodzaj misji i zadane kryteria użytkowe, ekonomiczne i bezpieczeństwa oraz potrafi rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego lub projektu koncepcyjnego statku powietrznego, systemu pokładowego, projektu instalacji pokładowej, propozycji technologii wytwarzania, napraw i procedur obsługiwania/ K_U11 U4 / potrafi powiązać wyniki pracy badawczej z praktyką inżynierską warunkującą poprawę funkcjonalności lub nowoczesności rozwiązań elementów płatowca, zespołu napędowego lub poszczególnych podzespołów stanowiących element struktury wytrzymałościowej, układu sterowania lub wyposażenia pokładowego/ K_U13 U5 / potrafi analizować rozwiązania koncepcyjne i konstrukcyjne w odniesieniu do możliwości technologicznych i uwarunkowań eksploatacyjnych statków powietrznych/ K_U14 U6 / potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania istniejących rozwiązań technicznych i ocenić te rozwiązania / K_U18 |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Egzamin z przedmiotu jest prowadzony w formie pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi. Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych na ocenę odbywa się na podstawie pisemnego kolokwium z zadaniami otwartymi. Zaliczenie laboratorium na ocenę odbywa się na podstawie ocen otrzymanych za sprawozdania. Osiągnięcie efektu W1, W2, W3, W4 - weryfikowane jest na kolokwiach i egzaminie. Osiągnięcie efektu U1, U2, weryfikowane jest na kolokwiach i indywidulanych dyskusjach. Osiągnięcie efektu U1, U3, U4, U5, U6 weryfikowane jest podczas indywidualnej dyskusji dotyczącej realizacji sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego. Ocenę bardzo dobrą z wykładu otrzymuje student, który uzyskał minimum 90% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę dobrą plus z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 80% do 89% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę dobrą z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 70% do 79% poprawnych odpowiedzi z egzaminu pisemnego. Ocenę dostateczną plus z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 60% do 69% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę dostateczną z wykładu otrzymuje student, który uzyskał od 50% do 59% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę niedostateczną z wykładu otrzymuje student, który uzyskał poniżej 50% poprawnych odpowiedzi z zaliczenia pisemnego. Ocenę bardzo dobrą z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał minimum 90% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dobrą plus z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 80% do 89% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dobrą z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 70% do 79% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dostateczną plus z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 60% do 69% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę dostateczną z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał od 50% do 59% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę niedostateczną z ćwiczeń otrzymuje student, który uzyskał poniżej 50% poprawnych odpowiedzi z kolokwium. Ocenę bardzo dobrą z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń powyżej 4.7. Ocenę dobrą plus z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 4.26-4.69. Ocenę dobrą z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 3.76-4.25. Ocenę dostateczną plus ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 3.26-3.75. Ocenę dostateczną z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który zaliczył wszystkie ćwiczenia laboratoryjne na ocenę pozytywną oraz uzyskał średnią z wszystkich ćwiczeń w zakresie 3.00-3.25. Ocenę niedostateczną z ćwiczeń laboratoryjnych otrzymuje student, który uzyskał średnią z ćwiczeń laboratoryjnych poniżej 3.00, lub nie otrzymał oceny pozytywnej z wszystkich ćwiczeń. |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/2025" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-03-01 - 2025-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 18 godzin
Laboratorium, 14 godzin
Wykład, 28 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Krzysztof Kaźmierczak | |
Prowadzący grup: | Krzysztof Kaźmierczak, Paulina Kurnyta-Mazurek | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie na ocenę Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.