Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Projektowanie układów sterowania (projekt grupowy)

Koordynator przedmiotu:

Maciej Ławryńczuk

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Automatyka i Robotyka

Grupa przedmiotów:

Przedmioty techniczne

Kod przedmiotu:

PUST

Semestr nominalny:

6 / rok ak. 2015/2016

Liczba punktów ECTS:

6

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Udział w wykładach: 15 x 2 godz. = 30 godz. Udział w laboratoriach: 15 x 2 godz. = 30 godz. Praca własna: 60 godz. Udział w konsultacjach: 5 godz. Łączny nakład pracy studenta: 125 godz., co odpowiada 5 ECTS

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

3

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

2,5

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład0h
• Ćwiczenia15h
• Laboratorium30h
• Projekt30h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

sterowanie procesów

Limit liczby studentów:

48

Cel przedmiotu:

Celem przedmiotu jest kompleksowe zaprojektowanie układów sterowania przykładowych procesów laboratoryjnych, które obejmuje otrzymanie modeli matematycznych, dobór na tej podstawie algorytmów regulacji, symulację i implementację układu regulacji oraz ocenę efektywności jego pracy. Rozważa się następujące algorytmy regulacji: a) klasyczny jednopętlowy algorytm PID, b) algorytmy PID z pomiarem zakłóceń, c) wielowymiarowy algorytm PID z odsprzęganiem, d) liniowe algorytmy regulacji predykcyjnej typu DMC lub GPC w wersji jednowymiarowej i wielowymiarowej, d) nieliniowe rozmyte algorytmy PID, e) nieliniowe rozmyte algorytmy regulacji predykcyjnej, Prace projektowe mają na celu implementację wybranych algorytmów w środowisku Matlab/Simulink, dobór parametrów i badania porównawcze. Badania dotyczą rzeczywistości symulowanej. Następnie, w trakcie zajęć laboratoryjnych, algorytmy te zostają wykorzystane do sterowania rzeczywistymi obiektami laboratoryjnymi. Do implementacji algorytmów w laboratorium wykorzystuje się środowisko Matlab/Simulink, sterowniki programowalne lub systemy mikroprocesorowe. W czasie pracy studenci muszą pracować w grupie, przyjmując w niej różne role.

Treści kształcenia:

Treść ćwiczeń: 1. Algorytmy regulacji procesu jednowymiarowego, wpływ opóźnienia procesu na działanie algorytmu (1 godz.). 2. Algorytmy regulacji procesu jednowymiarowego z pomiarem zakłócenia (1 godz.). 3. Algorytmy regulacji procesu wielowymiarowego (2 godz.). 4. Rozmyte algorytmy regulacji procesu jednowymiarowego o istotnie nieliniowych właściwościach (1 godz.). 5. Symulacja i wizualizacja złożonego procesu (2 godz.). 6. Modelowanie i algorytmy regulacji złożonego procesu. Cykliczna kontrola postępów pracy studentów. Omawianie przyjętych rozwiązań, problemów oraz wyników prac. (8 godz.) Zakres laboratorium: 1. Implementacja, weryfikacja poprawności działania i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu jednowymiarowego, wpływ opóźnienia procesu na działanie algorytmu (3 godz.). 2. Implementacja, weryfikacja poprawności działania i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu jednowymiarowego z pomiarem zakłócenia (3 godz.). 3. Implementacja, weryfikacja poprawności działania i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu wielowymiarowego (6 godz.). 4. Implementacja, weryfikacja poprawności działania i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu jednowymiarowego o istotnie nieliniowych właściwościach (6 godz.). 5. Weryfikacja modeli, implementacja i dobór parametrów algorytmów regulacji oraz wizualizacja złożonego procesu (12 godz.). Zakres projektu: 1. Implementacja, symulacja i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu jednowymiarowego, wpływ opóźnienia procesu na działanie algorytmu (3 godz.). 2. Implementacja, symulacja i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu jednowymiarowego z pomiarem zakłócenia (3 godz.). 3. Implementacja, symulacja i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu wielowymiarowego (6 godz.). 4. Implementacja, symulacja i dobór parametrów algorytmów regulacji procesu jednowymiarowego o istotnie nieliniowych właściwościach (6 godz.). 5. Modelowanie oraz implementacja i dobór parametrów algorytmów regulacji złożonego procesu (12 godz.).

Metody oceny:

laboratorium

Egzamin:

nie

Literatura:

M. Ławryńczuk: Projektowanie układów sterowania: materiały do ćwiczeń. Warszawa, 2017. M. Ławryńczuk: Sterowanie procesów. Warszawa, 2009. P. Tatjewski: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych, struktury i algorytmy. Warszawa, 2016.

Witryna www przedmiotu:

brak

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt PUST_W01

Znajomość metod syntezy i doboru parametrów algorytmów regulacji PID oraz algorytmów regulacji predykcyjnej
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_W05, K_W13, K_W15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W05, T1A_W07

Efekt PUST_W02

Znajomość programów komputerowych służących do projektowania i symulacji algorytmów regulacji (np. Matlab/Simulink)
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_W15
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt PUST_U01

Umiejętność eksperymentalnej identyfikacji modeli procesów dynamicznych
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U12, K_U17, K_U26
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16

Efekt PUST_U02

Umiejętność zaprojektowania i implementacji programowej w środowisku symulacyjnym oraz dla rzeczywistego procesu laboratoryjnego algorytmów regulacji PID oraz algorytmów regulacji predykcyjnej
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_U12, K_U17, K_U19, K_U25, K_U30
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09, T1A_U14, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16

Efekt PUST_U03

Umiejętność wielokryterialnej oceny jakości regulacji układu regulacji.
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U12, K_U13, K_U17
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U10, T1A_U14

Efekt PUST_U04

Umiejętność posługiwania się programami komputerowymi służącymi do projektowania i symulacji algorytmów regulacji (np. Matlab/Simulink), umiejętność napisania własnych programów do symulacji dyskretnych algorytmów regulacji.
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U12, K_U18
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PUST_K01

Rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01

Efekt PUST_K02

Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_K03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03

Efekt PUST_K03

Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane efekty kierunkowe: K_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K04