Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy automatyki i teoria maszyn
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Andrzej Kosior, prof. PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1150-MB000-IZP-0204
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych – 38, w tym: a) wykład – 16 godz.; b) ćwiczenia- 16 godz.; c) konsultacje - 4 godz.; d) egzamin – 2 godz. 2) Praca własna studenta – 88 godz., w tym: a) 38 godz. – bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń, prace domowe, b) 38 godz. - studia literaturowe i przygotowanie się do kolokwiów, c) 12 godz. – przygotowywanie się studenta do egzaminu. 3) RAZEM 126 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5 punktów ECTS – liczba godzin kontaktowych - 38, w tym: a) wykład - 16 godz.; b) ćwiczenia - 16 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:
2 punktów ECTS - 52 godz., w tym: a) uczestnictwo w ćwiczeniach - 16 godz., b) samodzielne rozwiązywanie zadań w domu - 36 godz.,
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wiedza z zakresu praw mechaniki do opisu kinematyki i dynamiki bryły.
Limit liczby studentów:
Zgodnie z zarządzeniem Rektora
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: 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. Ćwiczenia Zaliczane są na podstawie trzech kolokwiów pisanych w trakcie semestru. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń jest uzyskanie pozytywnych ocen przynajmniej z dwóch kolokwiów. Studenci, którzy nie spełnią tego warunku, mogą uzyskać zaliczenie ćwiczeń 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

Charakterystyka 1150-MB000-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: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W01, KMiBM_W03, KMiBM_W10, KMiBM_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka 1150-MB000-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: Kolokwia w trakcie ćwiczeń audytoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka 1150-MB000-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 charakterystyki kierunkowe: KMiBM_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: