Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Teoria maszyn i podstawy automatyki
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Andrzej Kosior, prof. PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1150-MT000-IZP-0204
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych- 30, w tym: a) wykład -16 godz.; b) projekt– 8 godz.; c) konsultacje – 4 godz.; d) egzamin – 2 godz.; 2) Praca własna studenta: - 70 godz., w tym: a) 20 godz. – bieżące przygotowywanie się studenta do ćwiczeń projektowych i wykładu, studia literaturowe, b) 30 godz. – praca nad realizacją trzech projektów, c) 10 godz. – przygotowywanie się studenta do 3 kolokwiów, d) 10 godz. – przygotowywanie się studenta do egzaminu. 3) RAZEM – 100 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,2 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych - 30, w tym: a) wykład - 16 godz.; b) projekt– 8 godz.; c) konsultacje – 4 godz.; d) egzamin – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,5 punktów ECTS – 38 godzin, w tym: a) projekt - 8 godz.; b) praca nad realizacją trzech projektów - 30 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład16h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt8h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wiedza z zakresu praw mechaniki do opisu kinematyki i dynamiki bryły.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Poznanie podstaw teorii mechanizmów i maszyn, ich kinematyki i dynamiki, opisu elementów i układów mechanicznych jako elementów i układów automatyki oraz badania ich charakterystyk. Umie obliczać parametry kinematyczne i dynamiczne mechanizmów i maszyn oraz analizować charakterystyki czasowe i częstotliwościowe elementów i układów automatyki. Rozumie potrzebę uczenia się, ma świadomość wymagań w działaniach inżynierskich i potrafi współdziałać i pracować w grupie.
Treści kształcenia:
Wykład: Struktura mechanizmów, klasyfikacja par kinematycznych. Wzory strukturalne. Więzy bierne, zbędne stopnie swobody. Klasyfikacja mechanizmów płaskich. Wykreślne metody wyznaczania prędkości i przyspieszeń mechanizmów płaskich, metoda planu prędkości i planu przyspieszeń. Plan przyspieszeń z przyspieszeniem Coriolisa. Czworobok przegubowy. Warunki Grashofa. Metody analityczne wyznaczania prędkości i przyspieszeń mechanizmów płaskich. Analiza czworoboku przegubowego, mechanizmu korbowo – wodzikowego, jarzmowego. Mechanizmy krzywkowe. Wykreślne i analityczne wyznaczanie prędkości i przyspieszeń mechanizmów krzywkowych. Synteza mechanizmów krzywkowych. Dynamika mechanizmów płaskich. Metoda mas zastępczych. Wyznaczanie sił bezwładności. Analityczno - wykreślna metoda wyznaczania sił w mechanizmach płaskich. Dynamika maszyn. Redukcja mas i sił. Równanie ruchu maszyny. Nierównomierność biegu maszyny. Pojęcia podstawowe automatyki. Zasady rachunku operatorowego. Rodzaje wymuszeń. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe. Charakterystyki czasowe i częstotliwościowe podstawowych elementów automatyki. Elementy bezinercyjne, inercyjne I -go rzędu, całkujące, różniczkujące, oscylacyjne i opóźniające. Algebra schematów blokowych. Budowa i przekształcanie schematów blokowych. Rodzaje regulatorów. Regulator PID. Stabilność liniowych układów automatyki. Kryterium stabilności Hurwitza i Nyquista. Zapas modułu i fazy. Korekcja układów. Ćwiczenia projektowe: Wyznaczanie ruchliwości. Kinematyka mechanizmów, wyznaczanie prędkości. Wyznaczanie prędkości i przyspieszeń punktów mechanizmów dźwigniowych metodą planów. Wyznaczanie przyspieszeń mechanizmów w przypadku występowania przyspieszenia Coriolisa. Metody analityczne wyznaczania prędkości i przyspieszeń czworoboku przegubowego, mechanizmu korbowo – tłokowego i jarzmowego. Metody analityczne wyznaczania prędkości i przyspieszeń mechanizmów krzywkowych. Dynamika mechanizmów. Siły bezwładności. Zastępowanie układów punktami materialnymi. Wyznaczanie reakcji i sił równoważących w mechanizmach. Dynamika maszyn. Redukcja mas i sił, równanie ruchu maszyny. Wyznaczanie momentu bezwładności koła zamachowego. Obliczanie transmitancji. Charakterystyki częstotliwościowe. Równania elementów automatyki i transmitancje operatorowe. Elementy: proporcjonalny, inercyjny I-go rzędu, całkujący, różniczkujący, oscylacyjny i opóźniający. Algebra schematów blokowych. Połączenia elementów automatyki szeregowe, równoległe i ze sprzężeniem zwrotnym. Regulatory. Badanie stabilności układów automatyki. Kryterium stabilności Hurwitza i Nyquista. Obliczanie zapasu modułu i fazy.
Metody oceny:
Wykład. Zaliczany jest na podstawie pisemnego egzaminu. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest pozytywne zaliczenie ćwiczeń projektowych. Ćwiczenia projektowe Zaliczane są na podstawie czterech projektów wykonywanych w trakcie semestru, oraz trzech kolokwiów z zakresu tematyki projektów. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń projektowych jest oddanie poprawnie wykonanych i przyjętych przez prowadzącego zajęcia czterech projektów. Oprócz tego warunku należy uzyskać co najmniej połowę punktów możliwych do uzyskania w trzech kolokwiach. Studenci, których projekty zastały przyjęte, a nie uzyskali wymaganej liczby punktów za kolokwia, mogą uzyskać zaliczenie ćwiczeń projektowych, po uzyskaniu pozytywnej oceny z kolokwium poprawkowego pisanego pod koniec semestru.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. T. Kołacin, Podstawy teorii maszyn i automatyki, Oficyna Wydawnicza PW, 2. A. Olędzki, Podstawy teorii maszyn i mechanizmów, WNT , 3. A. Morecki, J. Knapczyk, K. Kędzior, Teoria mechanizmów i manipulatorów, WNT, 4. M. Żelazny, Podstawy automatyki, WPW, 5. T. Kołacin, A. Kosior, Zbiór zadań do ćwiczeń z podstaw automatyki i teorii maszyn, WPW, 6. D. Holejko, W. Kościelny, W. Niewczas, Zbiór zadań z podstaw automatyki, WPW.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt 1150-MT000-IZP-0204_W1
Posiada wiedzę dotyczącą stosowanych metod do obliczania parametrów ruchu mechanizmów i maszyn, oraz wiedzę dotyczącą wyznaczania charakterystyk elementów i układów automatyki i badania ich stabilności.
Weryfikacja: Ocena wykonanych projektów. Egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: KMchtr_W01, KMchtr_W03, KMchtr_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W02, T1A_W05, InzA_W02

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt 1150-MT000-IZP-0204_U1
Potrafi zastosować do rozwiązywania zadań metody analityczne i wykreślne do obliczania parametrów kinematycznych i dynamicznych mechanizmów i maszyn oraz elementów i układów mechanicznych. Potrafi przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. Potrafi obliczać parametry kinematyczne i dynamiczne mechanizmów i maszyn oraz analizować charakterystyki czasowe i częstotliwościowe elementów i układów automatyki i oceniać ich stabilność
Weryfikacja: Ocena wykonanych projektów. Egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: KMchtr_U01, KMchtr_U11, KMchtr_U12, KMchtr_U15, KMchtr_U20, KMchtr_U24
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U08, T1A_U09, InzA_U01, T1A_U07, T1A_U08, InzA_U01, T1A_U11, T1A_U12, InzA_U06, InzA_U08, T1A_U16, InzA_U08, T1A_U15, InzA_U05

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt 1150-MT000-IZP-0204_K1
Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role. Rozumie potrzebę uczenia się, ma świadomość wymagań w działaniach inżynierskich i potrafi współdziałać i pracować w grupie.
Weryfikacja: Ocena rozwiązywania zadań w trakcie ćwiczeń.
Powiązane efekty kierunkowe: KMchtr_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03, T1A_K04