- Nazwa przedmiotu:
- Podstawy automatyki
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Przemysław Ilczuk, mgr inż. Emilia Koper - Olecka, Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej, Zakład Sterowania Ruchem i Infrastruktury Transportu
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Transport
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 60 godz., w tym: praca na wykładach 15 godz., praca na ćwiczeniach 15 godz., konsultacje 3 godz., studiowanie wiedzy z podstaw automatyki - Internet + literatura 10 godz., przygotowanie się do ćwiczeń 7, przygotowanie się do kolokwiów z wykładów i ćwiczeń 10 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1,5 pkt. ECTS (33 godz., w tym: praca na wykładach 15 godz., praca na ćwiczeniach 15 godz., konsultacje 3 godz.)
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość materiału z przedmiotu matematyka (analiza matematyczna, równania różniczkowe, funkcje i liczby zespolone, przekształcenia Laplace'a, interpretacja pochodnej i całki w odniesieniu do dynamiki zjawisk fizycznych).
- Limit liczby studentów:
- Wykład: 100 osób, ćwiczenia audytoryjne: 30 osób.
- Cel przedmiotu:
- Poznanie wiedzy obejmującej podstawowe struktury sterowania, własności obiektów dynamicznych, wyznaczanie wyrażeń na transmitancję operatorową i widmową, wyznaczanie charakterystyk obiektów dynamicznych oraz poznanie metod opisu i określania własności obiektów dynamicznych i kryteriów analitycznych sterowalności, obserwowalności i stabilności. Ponadto poznanie wiedzy obejmującej oraz podstawy teorii regulacji: struktury i własności regulatorów oraz metody i kryteria doboru regulatorów.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
Wprowadzenie do automatyki. Podstawowe pojęcia automatyki. Kategoria czasu. Rodzaje sterowania. Rodzaje układów automatyki. Człowiek a sterowanie. Model matematyczny układu dynamicznego. Transmitancja dynamicznego układu liniowego. Charakterystyki układów liniowych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Pojęcie stanu układu dynamicznego. Metoda zmiennych stanu. Równania obiektu dynamicznego: równanie stanu i równanie wyjścia. Macierz transmitancji. Sterowalność i obserwowalność. Model układu regulacji. Sygnały regulatora. Własności układów automatycznej regulacji. Statyczny i astatyczny układ regulacji. Wskaźniki regulacji. Stabilność regulacji. Zapas stabilności. Identyfikacja obiektów sterowania. Zasady Ćwiczenia audytoryjne:
Przykłady i zadania obliczeniowe z zakresu wykładów obejmujące:
1. Podstawy rachunku operatorowego, transmitancja operatorowa i widmowa.
2. Transmitancja a charakterystyki układów dynamicznych.
3. Transmitancja zastępcza i równania wektorowo -macierzowe.
4. Stan układu, sterowalność, obserwowalność i stabilność.
5. Podstawowe człony dynamiczne.
- Metody oceny:
- Dwa kolokwia w trakcie semestru obejmujące odpowiednio materiał wykładu i ćwiczeń (przy założeniu, że wykłady realizowane są jako pierwsza sekwencja zajęć, a ćwiczenia jako druga sekwencja zajęć).
I kolokwium na ostatnim wykładzie obejmuje materiał wykładowy.
II kolokwium na ostatnich ćwiczeniach obejmujące materiał z ćwiczeń i wykładów.
Terminy kolokwiów zostaną podane na pierwszym wykładzie (tj. na pierwszych zajęciach w semestrze).
Ćwiczenia: oceny z odpowiedzi ustnych w trakcie zajęć.
Ocena zintegrowana: średnia arytmetyczna ocen z poszczególnych form zajęć.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Wszelkie wydawnictwa (skrypty lub podręczniki akademickie) z zakresu podstaw automatyki.
Możliwe źródła pod hasłem "podstawy automatyki" w Internecie, a następnie wskazanie konkretnego hasła lub słów kluczowych, np. stabilność układów dynamicznych.
Zalecane pozycje literaturowe to:
1. Dębowski A., Automatyka, podstawy teorii, WNT, Warszawa 2008,
2. Gessing R., Podstawy automatyki, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001,
3. Mazurek J., Vogt H., Żydanowicz W., Podstawy automatyki, WPW, Warszawa 2006.
- Witryna www przedmiotu:
- www2.wt.pw.edu.pl/~zab
- Uwagi:
- O ile nie powoduje to zmian w zakresie powiązań danego przedmiotu z efektami uczenia się określonymi dla programu studiów w treściach kształcenia mogą być wprowadzane na bieżąco zmiany związane z uwzględnieniem najnowszych osiągnięć naukowych.
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W01
- Zna i rozumie podstawowe pojęcia automatyki oraz posiada wiedzę o metodach klasyfikacji podstawowych obiektów automatyki, zna pojęcia i definicje przekształcenia Laplace’a, transmitancji operatorowej oraz podstawowe twierdzenia rachunku operatorowego.
Weryfikacja: Kolokwium nr 1, wykład i ćwiczenia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Tr1A_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka W02
- Zna podstawowe matematyczne metody opisu własności obiektów statycznych i dynamicznych (na przykładzie obiektów liniowych), w tym metodę zmiennych stanu i równania obiektu dynamicznego, zna pojęcie, definicje i wzór macierzy transmitancji oraz pojęcia i wyrażenia równania i wielomianu charakterystycznego.
Weryfikacja: Kolokwium nr 1, wykład i ćwiczenia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Tr1A_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka W03
- Zna strukturę i opis matematyczny układu regulacji oraz wyrażenia na transmitancje układu regulacji, zna wskaźniki jakości regulacji oraz pojęcie zapasu stabilności, umie sformułować warunek fazy i amplitudy, zna podstawowe zasady identyfikacji obiektów i doboru regulatorów.
Weryfikacja: Kolokwium nr 2, wykład i ćwiczenia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Tr1A_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U01
- Umie wyznaczać transmitancję operatorową i moduł transmitancji, oraz transmitancję widmową, potrafi korzystać z tablicy transformat i oryginałów, potrafi wyznaczyć charakterystyki skokowe i częstotliwościowe oraz określać własności obiektów na podstawie tych charakterystyk.
Weryfikacja: kolokwium nr 1, w przypadku ćwiczeń realizacja zadań z udziałem studentów przy tablicy lub odpowiedzi studentów na zadawane pytania
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Tr1A_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
- Charakterystyka U02
- potrafi wyznaczyć sterowalność, obserwowalność i stabilność obiektu dynamicznego na podstawie kryteriów analitycznych, potrafi sformułować równania obiektu dynamicznego posługując się fazowymi zmiennymi stanu, potrafi określić zasady doboru członów korekcyjnych dla układu regulacji.
Weryfikacja: kolokwium nr 2, w przypadku ćwiczeń realizacja zadań z udziałem studentów przy tablicy lub odpowiedzi studentów na zadawane pytania
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Tr1A_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka K01
- Rozumie potrzebę uzupełnia wiedzy z automatyki, śledzi postępy techniki i technologii w automatyzacji transportu.
Weryfikacja: Obserwacja i zachowanie studenta w trakcie zajęć oraz sposób udzielania odpowiedzi na pytania kierowane do studentów w trakcie zajęć.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Tr1A_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_K, I.P6S_KK