Podstawy Automatyki _EiT

Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 1 z 1
KARTA PRZEDMIOTU
(pieczęć wydziału)
1. Nazwa przedmiotu: PODSTAWY AUTOMATYKI
2. Kod przedmiotu: PA
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013
4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA (WYDZIAŁ AEiI)
7. Profil studiów: ogólno akademicki
8. Specjalność:
9. Semestr: 7
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Automatyki, RAu1
11. Prowadzący przedmiot: dr inż. Krzysztof Simek
12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wspólne
13. Status przedmiotu: obowiązkowy
14. Język prowadzenia zajęć: polski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne:
Przedmioty wprowadzające: Analiza matematyczna, Algebra, Fizyka, Podstawy elektrotechniki.
Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w
zakresie: matematyki (m.in. umiejętność rozwiązywania równań algebraicznych, działania na liczbach
zespolonych, różniczkowania i całkowania podstawowych funkcji, rozwiązywania równań
różniczkowych, zastosowania przekształcenia Laplace’a), podstaw fizyki (znajomość elementarnych
pojęć i praw m.in. elektryczności i magnetyzmu, mechaniki i termodynamiki).
16. Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami teorii systemów, zasadami
tworzenia modeli matematycznych liniowych i nieliniowych układów dynamicznych, metodami analizy i
syntezy układów automatyki w różnych dziedzinach: czasowej, operatorowej, częstotliwościowej.
Student uzyskuje podstawy teoretyczne do oceny jakości liniowych i nieliniowych układów regulacji
(ciągłych i dyskretnych w czasie) oraz do ich syntezy, z wykorzystaniem komputerowych programów
wspomagania projektowania układów regulacji.
17. Efekty kształcenia:
Nr
W1
W2
W3
U1
Opis efektu kształcenia
Zna zasady tworzenia modeli matematycznych
układów dynamicznych.
Zna zadania i struktury ciągłych i dyskretnych
układów automatyki (UA) oraz ich elementy
funkcjonalne.
Zna rodzaje i własności regulatorów (liniowych i
nieliniowych), sposoby ich konstrukcji i realizacji
(ciągłe, dyskretne) oraz metody doboru ich
parametrów.
Potrafi skonstruować model matematyczny prostych
układów dynamicznych.
Metoda sprawdzenia
efektu kształcenia
Forma
prowadzenia
zajęć
kolokwium
wykład
Odniesienie
do efektów
dla kierunku
studiów
K1_W12
kolokwium
wykład
K1_W12
kolokwium
wykład
K1_W12
kartkówka
ćw. tablicowe K1_U07
Z1-PU7
U2
U3
K1
Potrafi wyznaczyć warunki stabilności układów
regulacji ciągłych i dyskretnych z wykorzystaniem
metod algebraicznych i częstotliwościowych.
Posiada umiejętności oceny jakości UR, wyboru
jego właściwej struktury i rodzaju regulatora oraz
strojenia jego parametrów z wykorzystaniem
komputerowych programów wspomagania
projektowania UR.
Potrafi pracować w zespole.
kartkówka
wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
kartkówka
wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
W.: 30
Ćw.: 15
WYDANIE N1
Strona 2 z 2
ćw. tablicowe K1_U08
laboratorium
ćw. tablicowe K1_U03
laboratorium K1_U10
laboratorium
K1_K04
L.: 30
19. Treści kształcenia:
Wykład
1. Wprowadzenie do przedmiotu. Podstawowe pojęcia - proces, sterowanie, sprzężenie zwrotne.
2. Elementy funkcjonalne układu automatyki. Klasyfikacja.
3. Modele matematyczne ciągłych układów dynamicznych, transmitancja.
4. Podstawowe elementy dynamiczne.
5. Stabilność układów liniowych, algebraiczne kryteria stabilności.
6. Struktura zamkniętego układu regulacji, schematy blokowe, opis matematyczny.
7. Metoda linii pierwiastkowych.
8. Charakterystyki częstotliwościowe, kryterium stabilności Nyquista.
9. Ocena jakości układów sterowania.
10. Elementy korekcyjne, regulator typu PID, strojenie parametrów (metoda Zieglera-Nicholsa, metoda QDR)
11. Elementy syntezy UR.
12. Układy dyskretne w czasie: opis matematyczny, stabilność, analiza jakości, porównanie z układami ciągłymi.
13. Układy nieliniowe. Elementy teorii stabilności Lapunowa.
14. Metoda płaszczyzny fazowej, analiza nieliniowych układów regulacji.
15. Regulacja przekaźnikowa:
- trójpołożeniowa – analiza na płaszczyźnie fazowej, metody stabilizacji, poślizg;
- dwupołożeniowa – analiza w dziedzinie czasu.
Ćwiczenia tablicowe
1. Modele matematyczne ciągłych układów dynamicznych, transmitancja.
2. Kryterium Hurwitza, schematy blokowe.
3. Charakterystyki częstotliwościowe.
4. Kryterium Nyquista.
5. Metoda linii pierwiastkowych.
6. Analiza jakości UR, astatyzm.
7. Analiza jakości UR, metody rozkładu pierwiastków, częstotliwościowe.
8. Układy dyskretne w czasie, opis matematyczny.
9. Układy dyskretne w czasie, stabilność, analiza jakości.
10. Metoda płaszczyzny fazowej.
11. Regulacja trójpołożeniowa, poślizg.
12. Regulacja dwupołożeniowa.
Zajęcia laboratoryjne
1. Charakterystyki elementów liniowych.
2. Metody częstotliwościowe.
3. Linie pierwiastkowe.
4. Regulacja ciągła.
5. Układy dyskretne.
6. Układy przekaźnikowe – regulacja 3-położeniowa cz. I.
7. Układy przekaźnikowe – regulacja 3-położeniowa cz. II.
8. Regulacja dwupołożeniowa.
20. Egzamin: nie
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 3 z 3
21. Literatura podstawowa:
1. Gessing R.: Podstawy automatyki. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
2. Skrzywan-Kosek A., Świerniak A., Baron K., Latarnik M.: Zbiór zadań z teorii liniowych układów regulacji.
Skrypt Pol. Śl., Gliwice 1999.
3. Błachuta M. (red.): Laboratorium Teorii Sterowania i Podstaw Automatyki. Skrypt Pol. Śl., Gliwice 1998.
22. Literatura uzupełniająca:
1. Amborski K., Marusak A.: Teoria sterowania w ćwiczeniach. PWN, Warszawa 1978.
2. Kaczorek T.: Teoria sterowania T.1,2. PWN, Warszawa 1977.
3. Kurman K.J.: Teoria regulacji. Podstawy, Analiza, Projektowanie. WNT, Warszawa 1975.
4. Węgrzyn S.: Podstawy automatyki. PWN, Warszawa 1980.
5. Takahashi Y., Robins M.J., Auslander D.M.: Sterowanie i Systemy Dynamiczne. WNT,
1976.
Warszawa
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/10
1
Wykład
2
Ćwiczenia
15/20
3
Laboratorium
30/30
4
Projekt
0/0
5
Seminarium
0/0
6
Inne
5/10
Suma godzin
80/70
24. Suma wszystkich godzin: 150
25. Liczba punktów ECTS: 5
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 3
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 2
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)