Filtracja optymalna
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WELERCSI-FO |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Filtracja optymalna |
Jednostka: | Wydział Elektroniki |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | I stopnia |
Rodzaj przedmiotu: | obowiązkowy |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 18/+; C 6/+; L 6/+ |
Przedmioty wprowadzające: | Analiza matematyczna: rachunek różniczkowy, różnicowy i macierzowo-wektorowy. Obwody i sygnały: metoda przestrzeni stanów. Metodyka i techniki programowania: podstawy pracy w środowisku Matlab. |
Programy: | Elektronika i telekomunikacja / Systemy radioelektroniczne |
Autor: | dr inż. Stanisław Konatowski |
Skrócony opis: |
Podstawowe pojęcia dla układów dynamicznych ciągłych i dyskretnych wraz z zależnościami i strukturami filtrów dla urządzeń radioelektronicznych (np. nawigacyjnych i radiolokacyjnych), filtracja liniowa wektora stanu dla modelu dynamicznego dyskretnego w przypadku występowania różnorodnych zakłóceń pomiarowych, a także wybrane algorytmy filtracji suboptymalnej i nieliniowej wektora stanu wraz z przykładami. |
Pełny opis: |
Wykład / Wykłady ilustrowane prezentacjami komputerowymi w celu dostarczenia wiedzy określonej efektami W1, W2, W3. Tematy wykładów i ich zakres tematyczny: 1. Podstawowe pojęcia: układ liniowy ciągły i dyskretny - macierz stanu, równanie stanu, równanie pomiarowe. Obserwowalność i sterowalność układu dynamicznego. 2. Twierdzenie Kalmana - filtracja wektora stanu dla ciągłych układów dynamicznych. 3. Twierdzenie Kalmana - filtracja wektora stanu dla dyskretnych układów dynamicznych. 4. Filtracja wektora stanu dla modelu dynamicznego dyskretnego – skorelowane błędy pomiarowe. 5. Filtracja wektora stanu dla modelu dynamicznego dyskretnego – systematyczne błędy pomiarowe. 6. Modele dynamiki układów ciągłych i dyskretnych. 7. Algorytmy linearyzowanego i rozszerzonego filtra Kalmana. 8. Wybrane algorytmy filtracji nieliniowej. 9. Filtracja wektora stanu i struktury filtrów dla wybranych czujników radionawigacyjnych. 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. Algorytm filtracji Kalmana wektora stanu dla ciągłych i dyskretnych układów dynamicznych. 2. Algorytm dyskretnej filtracji Kalmana dla skorelowanych i systematycznych błędów pomiarowych. 3. Algorytm rozszerzonego filtru Kalmana. Ćwiczenia laboratoryjne / Ćwiczenia laboratoryjne polegające na wykonywaniu przez grupę studentów czynności w celu opanowania umiejętności U1 oraz kompetencji społecznej K1, K2. Tematy ćwiczeń laboratoryjnych i zakres tematyczny: 1. Badanie algorytmu filtracji wektora stanu dla modelu dynamicznego dyskretnego. 2. Badanie algorytmu filtracji dla różnych modeli dynamiki układów ciągłych i dyskretnych. 3. Badanie algorytmów linearyzowanego i rozszerzonego filtra Kalmana. |
Literatura: |
Podstawowa: Kwiatkowski W.: Wstęp do cyfrowego przetwarzania sygnałów, 2012, 2003 Meditch J. S.: Estymacja i sterowanie optymalne w układach liniowych, 1975 Uzupełniająca: Kaniewski P.: Struktury, modele i algorytmy w zintegrowanych systemach pozycjonujących i nawigacyjnych, 2010 Brown R.G., Hwang P.Y.C.: Introduction to random signals and applied Kalman filtering: with Matlab exercises, 2012, 1997 Zarchan P., Musoff H,: Fundamentals of Kalman filtering: a practical approach, 2009 Anderson B., Moore J.: Filtracja optymalna, 1984 |
Efekty uczenia się: |
W1 / Student umie opisywać problem w kategoriach przestrzeni stanów / K_W01. W2 / Student potrafi dobierać algorytm filtracji ze względu na dynamikę obiektu oraz rodzaj zakłóceń pomiarowych / K_W12. W3 / Student potrafi implementować algorytmy filtracji w środowisku do obliczeń naukowo-technicznych Matlab / K_W15. U1 / Student potrafi posłużyć się właściwie dobranymi modelami dynamiki i zakłóceń w celu symulacji i weryfikacji zaprojektowanych algorytmów filtracji / K_U08, K_U12. U2 / Student potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich, typowych dla elektroniki oraz wybierać i stosować właściwe metody i narzędzia / K-U21. K1 / Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się – podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych / K_K01. K2 / Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz jest gotowy do podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania / K_K04. |
Metody i kryteria oceniania: |
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 pisemnej 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. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.