Adaptive Systems in Control S2/52O Plik

(pieczęć wydziału)
KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: ADAPTIVE SYSTEMS IN CONTROL
2. Kod przedmiotu:
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012
4. Forma kształcenia: studia drugiego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: MAKROKIERUNEK; WYDZIAŁ AEI
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność: AUTOMATIC CONTROL
9. Semestr: 3
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Automatyki, RAu1
11. Prowadzący przedmiot: dr inż. Jerzy Mościński
12. Przynależność do grupy przedmiotów:
przedmioty specjalizacyjne
13. Status przedmiotu: obieralny
14. Język prowadzenia zajęć: angielski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Course attendants are supposed to have general
knowledge concerning control systems analysis and design, especially with respect to modeling and simulation of
such systems. Students are also supposed to possess practical skills concerning MATLAB/SIMULINK like software
usage as well as programming in language of C/C++/C#/Java kind. It is assumed that students passed the following
courses: Advanced Control, System Identification, Modeling and Simulation of Industrial Systems.
16. Cel przedmiotu: The main objective of the course is to provide the students with basic and advanced
knowledge concerning theory, analysis and synthesis of adaptive control systems. During the course the students
should develop the skills concerning the methods of theoretical analysis and synthesis of adaptive control
systems as well as the skills of building and using computer simulation packages for analysing the behaviour of
such complex control systems.
17. Efekty kształcenia:1
Nr
W1
W2
W3
U1
U2
U3
1
Opis efektu kształcenia
Metoda
sprawdzenia
efektu
kształcenia
Zna zasady projektowania i analizy adaptacyjnych układów
regulacji adaptacyjnej
Zna właściwości i sposoby strojenia algorytmów regulacji,
które są stosowane w układach regulacji adaptacyjnej i
zasady doboru algorytmu regulacji adaptacyjnej do
właściwości obiektu i zakłóceń
Ma wiedzę o właściwościach i zasadach parametryzacji
metod estymacji parametrów stosowanych w adaptacyjnych
układach regulacji i wpływie doboru parametrów takich
metod na jakość regulacji adaptacyjnej
Potrafi dobrać algorytm regulacji do zadanego celu
regulacji i obiektu oraz zakłóceń wymagających
zastosowania adaptacyjnego algorytmu regulacji
Potrafi dobrać okres próbkowania i metodę estymacji oraz
jej parametry w celu osiągnięcia zadanych parametrów
zbieżności ocen w adaptacyjnym układzie regulacji
Posiada umiejętność programowania w języku typu
C/C++/C#/Java i systemie MATLAB/SIMULINK w celu
SP, OS
WT, WM
SP, OS
WT, WM
SP, OS
WT, WM
CL, OS
L
CL, OS
L
CL, OS
L
należy wskazać ok. 5 – 8 efektów kształcenia
Forma
Odniesienie
prowadzenia do efektów
zajęć
dla kierunku
studiów
modelowania i symulacji układu regulacji adaptacyjnej
Potrafi zaprezentować i obronić zaproponowany projekt
układu regulacji adaptacyjnej i sposób jego strojenia
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
K1
W.: 30
Ćw.: -
L.: 15
OS
L
P.: -
19. Treści kształcenia:
Wykład
Controllers tuning task. Classification of adaptive control systems. Model re ference adaptive control systems.
Gain scheduling simple and advanced adaptive control schemes. Adaptive control systems with model
identification. Open loop unstable and non-minimumphase plants in adaptive control. Basic plant and controller
models. Demands concerning adaptive control systems stability, convergence and robustness. Direct and
indirect adaptive control systems. Transfer function plant model and prediction plant model. Identification in
adaptive control systems, transfer function and prediction model identification.
Stochastic disturbances as disturbance model in control systems. Deterministic disturbances: description,
deterministic disturbances types, attenuating deterministic disturbances. Simulation experiments’ role in
analysis and synthesis of adaptive control systems. Performance assessment in adaptive control systems.
Adaptive control with pole/zero placement. Choice of poles and zeros for desired control system characteristics.
Model reference adaptive control systems. Adaptive minimum variance control. Choice of control weighting
scheme and parameters for minimum variance controllers. Adaptive long range predictive controllers. Predictive
controllers based on parametric and nonparametric plant models, GPC control algorithm. Recursive estimation
algorithms as used in adaptive control systems. Forgetting factor and its role with respect to identification
methods properties. Improving numerical properties of recursive estimation methods. Stability of adaptive
control systems, convergence of parameters estimates in recursive estimation algorithms.
Continuous time plant model adaptive control systems. Fuzzy logic methods for design and synthesis of control
systems, fuzzy controllers design, features and application examples. Evolutionary o ptimisation techniques in
identification and model structure choice for adaptive control systems. Multidimensional control systems with
adaptation, multi input / multi output plants models, estimation techniques for multidimensional models.
Autotuning, adaptive PID controllers. Adaptive filtering, filters with adaptation properties, control and
telecommunications application.
Zajęcia laboratoryjne
1. Choice of structure of adaptive control systems, sampling period, measurement devices and actuators
representation in simulation experiments;
2. Comparison of adaptive predictive control algorithms, minimum variance control algorithms and pole/zero
placement controllers;
3. Choice of structure and parameters in adaptive control systems with open loop unstable and/or
nonminimumphase plants;
4. Numerical properties of recursive estimation algorithms in adaptive control systems;
5. Synthesis of adaptive control system for nonstationary plant with typical static nonlinearities – comparison of
control results for various estimation algorithms and parameters;
6. Advanced MATLAB/SIMULINK based design and simulation of adaptive control systems
20. Egzamin: -
21. Literatura podstawowa:
1. K.J. Astrom, B. Wittenmark: Adaptive Control, Addison-Wesley, 2nd ed., 1995.
2. R. Isermann, K.-H. Lachmann, D. Matko: Adaptive Control Systems, Prentice Hall, 1992.
3. A. Niederliński, J. Mościński, Z. Ogonowski: Regulacja adaptacyjna, PWN, 1995.
22. Literatura uzupełniająca:
1. P. Ioannou, B. Fidan: Adaptive Control Tutorial, Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), 2006.
2. G. Tao, Adaptive Control Systems, John Wiley & Sons, 2003.
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
1
Wykład
2
Ćwiczenia
3
Laboratorium
4
Projekt
0/0
5
Seminarium
0/0
6
Inne
5/8
Suma godzin
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/6
0/0
15/15
50/29
24. Suma wszystkich godzin: 79
25. Liczba punktów ECTS:2 3
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 2
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 1
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)
2
1 punkt ECTS – 25-30 godzin.
INFORMACJE DODATKOWE
Tabela pkt. 17
Przykładowe, ogólne kompetencje społeczne zgodne z Rozporządzeniem MNiSW:
Tabela pkt. 17
Metoda sprawdzenia efektu kształcenia
Egzamin pisemny:
Egzamin ustny:
Sprawdzian pisemny (przed ćwicz. lab.,
po zakończeniu partii materiału, itp.):
Wykonanie ćwiczenia laboratoryjnego:
Realizacja projektu:
Przygotowanie sprawozdania ( z laboratorium/ projektu):
Obrona projektu/sprawozdania:
Formy prowadzenia zajęć:
Wykład tradycyjny:
WT
Wykład multimedialny:
WM
Ćwiczenia tablicowe:
C
Laboratorium;
L
Projekt:
P
Seminarium:
S
EP
EU
SP
CL
RP
PS
OP/OS
Tabela pkt. 23
Bilans nakładu pracy studenta
Godziny kontaktowe
Uczestnictwo w wykładach – wg siatki godzin
Uczestnictwo w ćwiczeniach – wg siatki godzin
Uczestnictwo w zajęciach projektowych – wg siatki godzin
Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych – wg siatki godzin
Uczestnictwo w zajęciach seminaryjnych – wg siatki godzin
Uczestnictwo w konsultacjach poza zajęciami – wg uznania prowadzącego – pozycja inne
Obrona sprawozdania laboratorium, projektu, itp. – wg uznania prowadzącego – pozycja inne
Godziny samodzielnej pracy – wg uznania prowadzącego – suma nie może przekroczyć liczby godz.
kontaktowych
Przygotowanie własne studenta do wykładu
Przygotowanie własne studenta do ćwiczeń
Przygotowanie własne studenta do laboratorium (w tym przygotowanie sprawozdania)
Przygotowanie własne studenta do projektu (w tym przygotowanie sprawozdania)
Przygotowanie własne studenta do seminarium
Przygotowanie własne studenta do egzaminu, kolokwium, sprawdzianu, itp. – pozycja inne
Uczestnictwo w sprawdzeniu wiadomości (egzamin, kolokwium, itp.) – pozycja inne