Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy automatyki
Koordynator przedmiotu:
Piotr Tatjewski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Automatyka i Robotyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - podstawowe
Kod przedmiotu:
PODA
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
107 - udział w wykładach: 15 x 2godz. = 30 godz. - udział w konsultacjach związanych z zadaniami domowymi: 4 godz. - przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych: 5 godz. x 5 = 25 godz. - udział w ćwiczeniach laboratoryjnych: 3 godz. x 5 = 15 godz. - przygotowanie do egzaminu ( w tym rozwiązywanie zadań) + udział w egzaminie: 30+3 = 33 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1.5
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Analiza i równania różniczkowe, Algebra liniowa
Limit liczby studentów:
120
Cel przedmiotu:
Przedstawienie podstawowych zagadnień automatyki: sterowanie, sprzężenie zwrotne, regulacja; nauka podstaw budowy i analizy modeli matematycznych dynamiki obiektów do celów regulacji; nauka podstaw projektowania i implementacji układów ze sprzężeniem zwrotnym (serwomechanizm, regulacja PID).
Treści kształcenia:
1. Wstęp. Cele i zadania automatyki. Sterowanie, struktury układów sterowania, rola sprzężenia zwrotnego, przykłady. Sterowanie logiczne, sterowanie ciągłe, regulacja. Przykład układu wspomagania decyzji. Krótki rys historyczny. 2. Sterowniki przemysłowe, regulacja przemysłowa. Sprzętowa realizacja sterowania: sterowniki, regulatory. Programowalny sterownik logiczny (PLC): architektura, zasada działania. Struktura układu regulacji. Regulacja ciągła, dwupołożeniowa, trójpołożeniowa i krokowa. Przykłady. 3. Modelowanie obiektów dynamicznych do celów sterowania. Modele teoretyczne, empiryczne i konceptualne, przykłady, rola identyfikacji. Opisy równaniami różniczkowymi i różnicowymi. Punkty równowagi, charakterystyki statyczne, linearyzacja modeli nieliniowych. 4. Analiza liniowych modeli dynamicznych w dziedzinie czasu. Odpowiedzi impulsowa i skokowa, splot, postać rozwiązania liniowych równań stanu, stabilność układu dynamicznego. 5. Analiza liniowych modeli dynamicznych w dziedzinie zmiennej zespolonej. Transformata Laplace’a, transmitancja. Podstawowe liniowe człony dynamiczne. Przekształcanie schematów blokowych, transmitancje układów złożonych. Algebraiczne kryterium stabilności Hurwitza. 6. Uchyby ustalone w układach regulacji. Uchyby ustalone w układach regulacji bez całkowania, wpływ sprzężenia na dokładność regulacji i tłumienie zakłóceń. Uchyby ustalone w układach regulacji z całkowaniem, wpływ całkowania w obiekcie i regulatorze. 7. Analiza i korekcja układów regulacji w dziedzinie częstotliwości. Charakterystyki Nyquista (hodograf) i logarytmiczne Bodego, charakterystyki podstawowych członów dynamicznych. Kryterium Nyquista, zapasy modułu i fazy. Projektowanie układu regulacji typu serwomechanizm. 8. Regulacja przemysłowa. Zadania regulacji przemysłowej. Struktury i własności regulatorów PID. Modelowanie obiektów dla projektowania układów regulacji PID, dobór nastaw regulatorów PID. Regulacji kaskadowa i z kompensacją zakłócenia. Regulacja predykcyjna. 9. Cyfrowa realizacja algorytmów sterowania. Metody projektowania układów regulacji z sterownikiem cyfrowym. Transmitancja dyskretna. Metoda emulacji, algorytmy dyskretyzacji modeli ciągłych. Dyskretne regulatory PID. Dobór okresu próbkowania.
Metody oceny:
Ćwiczenia laboratoryjne, zadania domowe, egzamin.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. K.Malinowski, P. Tatjewski: Podstawy Automatyki. Skrypt (dostępny w systemie ERES, na stronie przedmiotu), 2012. 2. U. Kręglewska, red.: Podstawy sterowania, Ćwiczenia laboratoryjne. Oficyna Wydawnicza PW, 2003.
Witryna www przedmiotu:
https://studia.elka.pw.edu.pl/pl/11L/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt Egzamin, testy wstępne i rozliczenie ćwiczeń laboratoryjnych
Wiedza z zakresu rozumienia sprzężenia zwrotnego, podstawowych struktur i rodzajów regulacji automatycznej, zasady i realizacji sterowania logicznego. Wiedza w zakresie podstaw budowy modeli matematycznych do celów regulacji, analizy liniowych modeli dynamicznych w dziedzinie czasu i zmiennej zespolonej, postaci i własności podstawowych członów dynamicznych, charakterystyk częstotliwościowych, dokładności nadążania, tłumienia zakłóceń i badania stabilności w układach ze sprzężeniem zwrotnym, podstaw projektowania i cyfrowej realizacji układów regulacji, doboru nastaw regulatorów PID.
Weryfikacja: PODA_W01
Powiązane efekty kierunkowe: K_W03, K_W10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W03, T2A_W07, T2A_W02, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Potrafi programować proste zadania sterowania logicznego
Weryfikacja: PODA_U01
Powiązane efekty kierunkowe: K_U07, K_U08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U07, T2A_U08
Efekt PODA_U02
Potrafi budować proste modele dynamiczne, wyznaczać punkty równowagi, przeprowadzać linearyzację, wyznaczać transmitancje, analizować uchyby ustalone i stabilność układów regulacji automatycznej, analizować charakterystyki częstotliwościowe i dobierać proste korektory dla spełnienia typowych wymagań projektowych układów regulacji.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08, K_U09
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09
Efekt PODA_U03
Potrafi dobrać prosty model obiektu, implementować algorytmy i dobrać nastawy regulatorów PID, wyznaczać cyfrowe realizacje regulatorów
Weryfikacja: Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08, K_U09
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PODA_K01
Potrafi pracować w zespole
Weryfikacja: Wykonanie i rozliczenie ćwiczeń laboratoryjnych
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe: