Cyfrowe systemy sterowania

stacjonarne

jednolite magisterskie

wybieralny

W 20/x ; C 24/+ ; L 16/+ ; Razem: 60

Matematyka 1/ wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Matematyka 2/ wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Matematyka 3/ wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Matematyka 4/ wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Wybrane zagadnienia matematyki / wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Podstawy automatyki / wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Podstawy modelowania układów / wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Modelowanie i symulacja układów awionicznych / wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Teoria sterowania / wymagane treści obejmują pełny zakres przedmiotu.

Lotnictwo i Kosmonautyka

dr inż. Krzysztof FALKOWSKI

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 20

2. Udział w laboratoriach / 16

3. Udział w ćwiczeniach / 24

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 30

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 30

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 30

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 58

11. Przygotowanie do egzaminu / 30

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 180 godz./ 6 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 120 godz./ 4 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/150 godz./ 5 ECTS

Opis dyskretnych systemów sterowania. Równania różnicowe. Transformata Z. Model w przestrzeni stanu układu dyskretnego. Podstawowe zasady projektowania cyfrowych systemów sterowania. Model ekstrapolatora i impulsatora. System sterowania cyfrowego procesami ciągłymi. Sterowanie procesami dyskretnymi. Układy kombinacyjne i sekwencyjne. Sterowanie z zależnościami czasowymi i zdarzeniami.

Wykłady

1. Podstawy teorii sterowania układów dyskretnych. /4/ Równania różnicowe. Modulacja impulsowa. Przekształcenie Z. Transmitancja i model w przestrzeni stanu układu dyskretnego. Układy sterowania cyfrowego. Stabilność układów dyskretnych.

2. Wyznaczania modeli dyskretnych procesów i układów ciągłych. /4/ Metoda prostokątów i trapezowa – przekształcenie biliniowe. Metoda ekstrapolatora rzędu zerowego.

3. Regulatory dyskretne. /2/ Metoda pole placement. Regulacja z wykorzystaniem dyskretnych regulatorów PID.

4. Obserwator i estymatory układów dyskretnych. /4/ Dyskretny obserwator stanu. Podstawy filtrów Kalmana

5. Sterowanie z wykorzystaniem układów kombinacjo-sekwencyjnych. /4/ Teoria maszyny stanu. Asynchroniczne i synchroniczne układy sekwencyjne. Układy z zależnościami czasowymi. Optymalizacja układów sekwencyjnych.

6. Maszyna stanu. /2/ Projektowane regulatorów histerezowych dwu- i trójpołożeniowych.

Ćwiczenia

1. Wyznaczanie transmitancji i modeli w przestrzeni stanu procesów dyskretnych / 4/ Wykorzystanie transformaty Z do wyznaczania modeli układów dyskretnych. Wyznaczanie modelu w dziedzinie czasu układu opisanego równaniami różnicowymi.

2. Wyznaczanie dyskretnych regulatorów PID / 4 / Rozwiązywanie zadań polegających na wyznaczaniu nastaw dyskretnych regulatorów PID.

3. Wyznaczanie regulatorów metoda pole placemet / 4/ Rozwiązywanie zadań polegających na wyznaczaniu nastaw dyskretnych regulatorów metoda pole placement. Sterowanie od wektora stanu i wyjść.

4. Projektowanie obserwatorów stanu pełnego rzędu / 4 / Rozwiązywanie zadań polegających na wyznaczaniu dyskretnych obserwatorów pełnego rzędu.

5. Wykorzystanie filtrów Kalmana w systemach sterowania dyskretnego / 2 / Rozwiązywanie zadań polegających na wyznaczaniu filtrów Kalmana w procesie estymacji wektora stanu.

6. Optymalizacja automatów stanu / 4 / Rozwiązywanie zadań polegających na optymalizacji asynchronicznych automatów stanu.

7. Wykorzystanie automatów do wykonania regulatorów dwu- i trójpołożeniowych / 2/ Rozwiązywanie zadań polegających na wyznaczaniu parametrów regulacji dwu- i trójpołożeniowej.

Laboratoria

1. Wyznaczanie regulatora PID do sterowania wahadła odwróconego. /4/ Wykorzystanie stanowiska Quanser „Wahadło odwrócone” do projektowania regulatorów PID.

2. Wykorzystanie metody pole placement do sterowania dwuczłonowego wahadła odwróconego. /4/ Wykorzystanie stanowiska Quanser „Dwuczłonowe wahadło odwrócone” do projektowania układów sterowania od wektora stanu.

3. Wykorzystanie układu automatycznej regulacji do stabilizacji położenia giroskopu. /4/ Wykorzystanie stanowiska Quanser „Giroskop o dwóch stopniach swobody” do projektowania układu automatycznej regulacji.

4. Wyznaczanie nastaw układu sterowania platformą o trzech stopniach swobody. /4/ Wykorzystanie stanowiska Quanser „Helikopter” do projektowania sytemu sterowaniu.

Podstawowa:

Kaczorek T.: Podstawy teorii sterowania, WNT, Warszawa 2005.

Kwiatkowski W.: Podstawy teorii sterowania, BEL Studio, Warszawa 2007.

Kowal J.: Podstawy automatyki Tom I i II, Uczelniane Wydawnictwo Nauko-wo - Dydaktyczne, Kraków 2006.

Gorzałczany M.: Układy Cyfrowe. Metody syntezy. Tom I i II, Skrypt Poli-techniki Świętokrzyskiej, 2000.

Uzupełniająca:

Gosiewski Z., Siemieniako F.: Automatyka tom I i II, Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 2006.

uzupełniająca:

1. Z. Gosiewski, F. Siemieniako, Automatyka tom I i II, Wydawnictwo politechniki Białostockiej, Białystok 2006

2. J. Kowal, Podstawy automatyki Tom I i II, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2006

3. E. Jury, Sampled-Data Control Systems, Jhon Wiley and Sons, New York 1995

4. P. Zarchan, H Musoff: “Fundamentals of Kalman Filtering”, AIAA 2009

W1 / Ma pogłębioną i podbudowaną teoretycznie wiedzę niezbędną do korzystania z systemów komputerowego wspomagania obliczeń oraz zna narzędzia symulacji pracy układów i systemów. / K_W23, K_W25;

W2 / Zna i rozumie zaawansowane metody modelowania, identyfikacji i optymalizacji stosowane w projektowaniu układów, urządzeń, instalacji i systemów statków powietrznych i kosmicznych oraz posiada wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach mechatroniki, automatyki, robotyki i elektroniki. / K_W27, K_W28;

W3 / Posiada wiedzę z obszaru nauk ścisłych i technicznych ukierunkowaną na zagadnienia związanych z lotnictwem, w szczególności techniką lotniczą. W_22J_1;

U1/ Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne – w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując - do analizy i projektowania elementów, układów i systemów statków powietrznych i kosmicznych. / K_U24;

U2/ Posiada umiejętność rozwiązywania problemów technicznych z zastosowaniem dostępnych środków, w warunkach pokojowych i ewentualnych działań zbrojnych na przyszłym polu walki. / U_22J_1;

U3/ Ma umiejętności językowe zgodnie z wymaganiami określonymi dla poziomu B2+ Europejskiego Systemu Opisu Kształcenia Językowego w stopniu pozwalającym na porozumiewanie się w mowie i piśmie w zakresie ogólnym i swojej specjalności. / K_U23;

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenie

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenie

Egzamin przedmiotu jest prowadzone w formie pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami otwartymi lub zamkniętymi.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i ćwiczeń laboratoryjnych

Osiągnięcie efektu W1, W2 - weryfikowane jest na egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego z zadaniami otwartymi lub zamkniętymi oraz podczas rozwiązywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych

Osiągnięcie efektu W3 - weryfikowane jest podczas ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektu U1 - sprawdzane jest w trakcie odpowiedzi i wykonywania zadań na ćwiczeniach rachunkowych i ćwiczeniach laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektu U2 - sprawdzane jest w trakcie odpowiedzi i wykonywania zadań na ćwiczeniach rachunkowych i ćwiczeniach laboratoryjnych.

Osiągnięcie efektu U3 - sprawdzane jest w trakcie odpowiedzi i wykonywania zadań na ćwiczeniach rachunkowych i ćwiczeniach laboratoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który wykazuje do 100% znajomości zagadnień omawianych na wykładzie i potrafi rozwiązywać zadania na tym poziomie.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który wykazuje do 90% znajomości zagadnień omawianych na wykładzie i potrafi rozwiązywać zadania na tym poziomie.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który wykazuje do 80% znajomości zagadnień omawianych na wykładzie i potrafi rozwiązywać zadania na tym poziomie.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który wykazuje do 70% znajomości zagadnień omawianych na wykładzie i potrafi rozwiązywać zadania na tym poziomie.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który wykazuje do 60% znajomości zagadnień omawianych na wykładzie i potrafi rozwiązywać zadania na tym poziomie.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie spełnia kryterium na ocenę pozytywną.

pominąć