Modelowanie układów filtracji danych

stacjonarne

II stopnia

obowiązkowy

W 14/+; C 10/+; L 6/+

Analiza matematyczna: znajomość podstawowych relacji matematycznych, operacji wektorowo-macierzowych

Elektronika i telekomunikacja / Radionawigacja

dr inż. Stanisław Konatowski

Modelowanie w przestrzeni stanów układów filtracji (zarówno liniowej jak i suboptymalnej oraz nieliniowej) wektora stanu dla wybranych rodzajów szumów pomiarowych urządzeń radioelektronicznych (np. nawigacyjnych). Struktury filtrów, metody integracji danych w złożonych systemach radioelektronicznych.

Wykład / Wykłady ilustrowane prezentacjami komputerowymi w celu dostarczenia wiedzy określonej efektami W1.

Tematy wykładów i ich zakres tematyczny:

1. Metody integracji systemów pomiarowych. Systemy zintegrowane według schematu filtracji oraz według schematu kompensacji.

2. Modelowanie zintegrowanych systemów pomiarowych metodą przestrzeni stanów. Model liniowy o addytywnych zakłóceniach gaussowskich.

3. Model nieliniowy o addytywnych zakłóceniach gaussowskich.

Wpływ rodzaju błędów pomiarowych w modelowaniu zintegrowanych systemów pomiarowych.

4. Algorytmy kowariancyjnego, informacyjnego i sekwencyjnego filtra Kalmana.

5. Algorytmy linearyzowanego i rozszerzonego filtra Kalmana.

6. Wybrane algorytmy filtracji nieliniowej: bezśladowej i cząsteczkowej.

7. Przykład wybranego układu filtracji danych z czujników nawigacyjnych.

Ćwiczenia rachunkowe / Ćwiczenia audytoryjne polegające na aktywnej współpracy z prowadzącym zajęcia przy rozwiązywaniu zadań w celu opanowania umiejętności U1, U2.

Tematy ćwiczeń i ich zakres tematyczny:

1. Zasady doboru czujników nawigacyjnych do integrowania według schematu kompensacji.

2. Modelowanie zintegrowanych systemów nawigacyjnych metodą przestrzeni stanów.

3. Algorytm kowariancyjnego filtra Kalmana.

4. Algorytmy rozszerzonego filtra Kalmana.

5. Opracowanie przykładowego zintegrowanego systemu nawigacyjnego.

Ćwiczenia laboratoryjne / Ćwiczenia laboratoryjne polegające na wykonywaniu przez grupę studentów czynności w celu opanowania umiejętności U1 oraz kompetencji społecznej K1.

Tematy ćwiczeń laboratoryjnych i zakres tematyczny:

1. Projektowanie algorytmu kowariancyjnego filtra Kalmana.

2. Projektowanie algorytmu rozszerzonego filtra Kalmana.

3. Projektowanie przykładowego zintegrowanego systemu nawigacyjnego.

Podstawowa:

Kaniewski P.: Struktury, modele i algorytmy w zintegrowanych systemach pozycjonujących i nawigacyjnych, 2010

Kwiatkowski W.: Podstawy teorii sterowania – wybrane zagadnienia, 2007

Uzupełniająca:

Brown R.G., Hwang P.Y.C.: Introduction to random signals and applied Kalman filtering: with Matlab exercises, 2012, 1997

Meditch J. S.: Estymacja i sterowanie optymalne w układach liniowych, 1975

W1 (W_22J_05, W_22H_05) / Student ma uporządkowaną wiedzę w zakresie teorii obwodów elektrycznych, teorii sygnałów i metod ich przetwarzania w dziedzinie czasu i częstotliwości, a w szczególności integrowania systemów pomiarowych / K_W01, K_W12.

U1 (U_22J_04, U_22H_04) /Student potrafi wykorzystać aparaturę kontrolno-pomiarową do testowania radioelektronicznych urządzeń pokładowych oraz urządzeń radionawigacyjnych, a także w procesie symulacji i weryfikacji zaprojektowanych algorytmów filtracji / K_U08, K_U15.

U2 (U_22J_05, U_22H_05) /Student ma umiejętność samokształcenia się w celu podnoszenia wiedzy w zakresie rozwoju radioelektronicznych urządzeń pokładowych oraz urządzeń i systemów radionawigacyjnych w środowisku militarnym oraz cywilnym / K_U01, K_U02, K_U06.

K1 (K_22J_02, K_22H_02) / Student jest otwarty na nowości technologiczne i inicjatywę we wprowadzaniu nowych technik i technologii z zakresu radioelektronicznych urządzeń pokładowych i radionawigacji w SZ RP / K_K01, K_K06.

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia pisemnego obejmującego program wykładów, zaliczenia ćwiczeń rachunkowych i zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych.

Warunkiem dopuszczenia do zaliczenia wykładów jest uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń rachunkowych (ocena z odpowiedzi w trakcie ćwiczeń i wyników kolokwiów) i z ćwiczeń laboratoryjnych (ocena na podstawie kolokwiów wstępnych, pracy bieżącej i ocen ze sprawozdań).

Przedmiot jest zaliczany w formie pisemno-ustnej na ocenę, a warunkiem koniecznym uzyskania zaliczenia jest uzyskanie oceny pozytywnej.

Osiągnięcie poszczególnych efektów kształcenia weryfikowane są następująco:

- efekty z kategorii wiedzy weryfikowane są na zaliczeniu,

- efekty z kategorii umiejętności weryfikowane są w trakcie ćwiczeń rachunkowych, laboratoryjnych oraz w pewnym zakresie na zaliczeniu,

- efekty z kategorii kompetencji społecznych weryfikowane są w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych.