Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy automatyki
Koordynator przedmiotu:
Maciej Ławryńczuk, Krzysztof Malinowski
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. 2019/2020
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:
2
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
Limit liczby studentów:
120
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych zagadnień automatyki: opis obiektów dynamicznych do celów sterowania, sprzężenie zwrotne i jego rola, struktury układów regulacji, podstawy projektowania serwomechanizmów i układów regulacji przemysłowej, realizacje cyfrowe algorytmów regulacji. Omawia się także elementy współczesnych realizacji technicznych układów automatyki (sterowniki, systemy DCS i SCADA).
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:
K.Malinowski, P. Tatjewski: Podstawy Automatyki. Preskrypt (dostępny na stronie przedmiotu). U. Kręglewska i in.: Podstawy sterowania - ćwiczenia laboratoryjne. Skrypt, Oficyna Wydawnicza PW, 2002. G. Franklin, J. Powell, A. Emami-Naeini; Feedback Control of Dynamic Systems, Addison Wesley, (wyd. trzecie i dalsze). K. Szacka: Teoria układów dynamicznych. Skrypt, Oficyna Wydawnicza PW, 1995.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka PODA_W01
Wiedza z zakresu 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.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03, K_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG, III.P7S_WG.o, I.P6S_WG
Charakterystyka PODA_W02
Wiedza z zakresu rozumienia sprzężenia zwrotnego, podstawowych struktur i rodzajów regulacji automatycznej, zasady i realizacji sterowania logicznego. Wiedza z zakresu podstaw projektowania i cyfrowej realizacji układów regulacji, doboru nastaw regulatorów PID, dokładności nadążania, tłumienia zakłóceń i badania stabilności w układach ze sprzężeniem zwrotnym.
Weryfikacja: egzamin, laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03, K_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG, III.P7S_WG.o, I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka PODA_U01
Umiejętność programowania prostych zadań sterowania logicznego oraz doboru nastaw regulatora PID.
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U09, K_U07, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P7S_UW.4.o, I.P7S_UK, I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.2.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka PODA_U02
Umiejętność budowy prostych modeli dynamicznych, wyznaczania punktów równowagi, przeprowadzania linearyzacji, wyznaczania transmitancji, analizy uchybów ustalonych i badania stabilność układów regulacji automatycznej, analizy charakterystyk częstotliwościowych i doboru prostych korektorów dla spełnienia typowych wymagań projektowych układów regulacji.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U08, K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.2.o, III.P7S_UW.3.o, III.P7S_UW.4.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka PODA_K01
Umiejętność pracy w grupie.
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe: