- 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. 2018/2019
- 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
- Charakterystyka PUST_W01
- Znajomość metod syntezy i doboru parametrów algorytmów regulacji PID oraz algorytmów regulacji predykcyjnej
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W05, K_W13, K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG
- Charakterystyka PUST_W02
- Znajomość programów komputerowych służących do projektowania i symulacji algorytmów regulacji (np. Matlab/Simulink)
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka PUST_U01
- Umiejętność eksperymentalnej identyfikacji modeli procesów dynamicznych
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U12, K_U17, K_U26, K_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P6S_UW.4.o, I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o
- Charakterystyka 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 charakterystyki kierunkowe:
K_U25, K_U30, K_U12, K_U17, K_U19
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o
- Charakterystyka PUST_U03
- Umiejętność wielokryterialnej oceny jakości regulacji układu regulacji.
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U17, K_U11, K_U12, K_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o, I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o
- Charakterystyka 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 charakterystyki kierunkowe:
K_U11, K_U12, K_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.4.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka PUST_K01
- Rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka PUST_K02
- Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka PUST_K03
- Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Weryfikacja: laboratorium, projekt
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: