- Nazwa przedmiotu:
- Sterowanie nieliniowymi układami mechanicznymi
- Koordynator przedmiotu:
- prof. nzw. dr hab. inż. Elżbieta Jarzębowska
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny dowolnego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Mechanika i Budowa Maszyn
- Grupa przedmiotów:
- Obieralne
- Kod przedmiotu:
- NS752
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2014/2015
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Razem: 77 godziny, w tym:
1) Liczba godzin kontaktowych - 52, w tym:
a) udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 15 godz.,
b) udział w wykładach - 30 godz.;
c) konsultacje - 7 godz.
2) Praca własna studenta - 30 godz, w tym:
a) przygotowywanie się studenta do zajęć - 10 godz,
b) praca nad projektami - 20 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych - 52, w tym:
a) udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 15 godz.,
b) udział w wykładach - 30 godz.;
c) konsultacje - 7 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 3 punkty ECTS.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawy inżynierskich obliczeń numerycznych, np. w środowisku Matlab.
Podstawy mechanniki ogólnej (kurs mechaniki I i mechaniki II prowadzony na MEiL).
- Limit liczby studentów:
- 150
- Cel przedmiotu:
- 1.Przekazanie porcji wiedzy z zakresu współczesnych metod i strategii sterowania układami mechanicznymi, których modele są nieliniowe. Zakres przewidzianej porcji wiedzy obejmuje metody sterowania modelami układów holonomicznych i nieholonomicznych, na poziomie kinematyki i dynamiki.
2.Pokazanie, poprzez strukturę wykładu i dobór przykładów, zakresu zastosowań różnych metod i strategii sterowania zależnie od modelu układu nieliniowego.
3.Pokazanie słuchaczom i nauczenie ich „podejścia” do projektowania algorytmów sterowania, które będą mogli wykorzystać w swojej pracy zawodowej i/lub naukowej.
- Treści kształcenia:
- Rodzaje zadań sterowania i etapy projektowania sterowania nieliniowego. Podstawowe pojęcia, definicje, twierdzenia i techniki transformacyjne nieliniowej teorii sterowania (NTS). Klasyfikacja strategii i algorytmów sterowania nieliniowego. Kinematyczne modele sterowania.
Dynamiczne modele sterowania dla układów sterowanych i typu „underactuated”. Strategie i algorytmy sterowania dla modeli nieliniowych holonomicznych i nieholonomicznych - przegląd i przykłady.
- Metody oceny:
- Przedmiot zaliczają zadania domowe i projekt końcowy. Ocena oparta jest o kryteria jakości wykonania modelu, wyboru i sposobu implementacji numerycznej argorytmu, testowania modelu i jakości sterowania i prezentacji wyników.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1.Bloch, A.M. 2003. Nonholonomic mechanics and control, New York: Springer-Verlag.
2.Gutowski, R. 1971. Analytical mechanics, Warsaw: PWN (in Polish) lub Mechanika analityczna.
3.Jarz?bowska, E. Mechanika analitczna, skrypt PW, oficyna wydawnicza PW, 2003.
4.Kane, T.R. and D. L. Levinson. 1996. The Use of Kane�s Dynamical Equations in Robotics. Int. J. Robot. Res. 2(3):3-21.
5.Kwatny, H.G. and G.L. Blankenship. 2000. Nonlinear control and analytical mechanics, a computational approach. Boston: Birkhauser.
6.Lewis, F.L., C. T. Abdallah and D. M. Dawson. 1996. Control of robot manipulators. New York: Macmillan Publ. Comp.
7.Murray, R.M., Z.X. Li, and S.S. Sastry. 1994. A mathematical introduction to robotic manipulation. Boca Raton, Florida: CRC Press.
8.Pars, L.A. 1965. Treatise of analytical dynamics. London: W. Heinemann, Ltd.
9.Spong, M.W. and M. Vidyasagar. 1989. Robot control and dynamics. New York: Wiley.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt NS752_W1
- Zdobycie wiedzy z zakresu podstawowych pojęć, definicji i twierdzeń używanych w NIELINIOWEJ TEORII STEROWANIA (NTS)
Weryfikacja: Rozwiązywanie przykładowych zadań w trakcie zajęć z wykładowcą.
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_W01, MiBM2_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07
- Efekt NS752_W2
- Zdobycie wiedzy na temat klasyfikacji modeli nieliniowych w sterowaniu, budowy takich modeli i metod ich linearyzacji.
Poznanie podstawowych różnic i konsekwencji klasyfikacji nieliniowych modeli sterowania
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 1 polegającego na budowie kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania wybranego układu mechanicznego
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_W01, MiBM2_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07
- Efekt NS752_W3
- Zdobycie wiedzy z zakresu stosowanych obecnie tradycyjnych i tzw. zaawansowanych algorytmów sterowania
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 2 polegającego na budowie algorytmu sterowania dla zbudowanego w projekcie 1 kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania.
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_W01, MiBM2_W08
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt NS752_U1
- Umiejętności określenia różnic pomiędzy metodami sterowania ruchem modeli układów liniowych i nieliniowych
Weryfikacja: Rozwiązywanie przykładowych zadań w trakcie zajęć z wykładowcą.
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_U11
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U08, T2A_U09
- Efekt NS752_U2
- Umiejętność zbadania sterowalności modelu nieliniowego
Weryfikacja: Rozwiązanie części projektu domowego nr 1 polegającego na budowie algorytmu sterowania dla zbudowanego w projekcie 1 kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_U21
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U17
- Efekt NS752_U3
- Umiejętność zbudowania kinematycznego i/lub dynamicznego modelu sterowania dla danego układu mechanicznego
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 1 polegającego na budowie kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania wybranego układu mechanicznego
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_U21
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U17
- Efekt NS752_U4
- Umiejętność zaprojektowania i doboru algorytmów sterowania do rozwiązywania praktycznych zadań sterowania i wykorzystania środowiska MatLab
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 2 polegającego na budowie algorytmu sterowania dla zbudowanego w projekcie 1 kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania
Powiązane efekty kierunkowe:
MiBM2_U13, MiBM2_U22
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U08, T2A_U09, T2A_U18
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt NS752_K1
- Umiejętność samodzielnego studiowania i wybierania wiedzy z zakresu NTS potrzebnej w dalszej nauce lub pracy
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 1 i 2
Powiązane efekty kierunkowe:
MBiM2_K01, MBiM2_K06
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K01, T2A_K06