Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
specjalność: Bezpieczeństwo funkcjonalne systemów przemysłowych
Sylabus przedmiotu Sterowanie systemami dyskretnymi i hybrydowymi:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Sterowanie systemami dyskretnymi i hybrydowymi | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Sterowania i Pomiarów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Przemysław Orłowski <Przemyslaw.Orlowski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość zagadnień związanych z modelowaniem i sterowaniem na poziomie studiów inżynierskich automatyka i robotyka |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z podstawami teoretycznymi systemów dyskretnych i hybrydowych. |
| C-2 | Poznanie zależności analitycznych opisujących systemy dyskretne i hybrydowe. |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności z zakresu tworzenia i zastosowania wybranych modeli dyskretnych i hybrydowych. |
| C-4 | Ukształtowanie umiejętności posługiwania się najpopularniejszymi narzędziami programistycznymi do symulacji i badań systemów hybrydowych i dyskretnych. |
| C-5 | Poznanie sposobu wykorzystania hybrydowych modeli dynamicznych w nieliniowej regulacji predykcyjnej. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| T-P-1 | Napisanie programu realizującego model procesu dyskretnego z zastosowaniem automatu komórkowego. | 4 |
| T-P-2 | Opracowanie modeli matematycznych jednego z wybranych układów hybrydowych na podstawie praw fizyki. Implementacja modelu w języku Simulink. | 8 |
| T-P-3 | Implementacja modeli matematycznych jednego z wybranych układów hybrydowych w języku Hysdel. | 6 |
| T-P-4 | Synteza układu sterowania dla dyskretnego układu hybrydowego. Regularyzacja. Badanie własności układu sterowania dla modelu z czasem ciągłym i dyskretnym. | 3 |
| T-P-5 | Synteza hybrydowego regulatora predykcyjnego dla dyskretnego układu hybrydowego. Badanie własności układu sterowania dla modelu z czasem ciągłym i dyskretnym. | 9 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do systemów dyskretnych i hybrydowych. Pojęcie procesu dyskretnego. Przykłady procesów dyskretnych. Pojęcie systemu hybrydowego. Przykłady systemów hybrydowych | 2 |
| T-W-2 | Automaty skończone | 2 |
| T-W-3 | Automaty komórkowe | 2 |
| T-W-4 | Formalna definicja systemu hybrydowego. Modele hybrydowe z czasem dyskretnym - MLD, PWA. | 2 |
| T-W-5 | Tworzenie hybrydowego modelu matematycznego na podstawie praw fizyki dla przykładowych układów (spadająca piłka, termostat, układ wielu zbiorników, odwrócone wahadło, automatyczna skrzynia biegów). | 3 |
| T-W-6 | Modelowanie układów hybrydowych w języku HYSDEL. Omówienie struktury modelu - część interfejsu, część implementacyjna, składnia kodu, komendy. Kompilator. Przykłady. | 2 |
| T-W-7 | Regulacja predykcyjna układów hybrydowych z wykorzystaniem przybornika Multi Parametric Toolbox. Przykłady zastosowań hybrydowych regulatorów predykcyjnych. | 2 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| projekty | ||
| A-P-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-P-2 | uzupełnianie wiedzy z literatury | 10 |
| A-P-3 | napisanie programów, przeprowadzenie badań | 10 |
| A-P-4 | opracowanie uzyskanych wyników w formie projektu | 10 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | czytanie wskazanej literatury | 10 |
| A-W-3 | przygotowanie się do zaliczenia | 5 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny, opis, objaśnienie. |
| M-2 | Metody aktywizujące: dyskusja dydaktyczna. |
| M-3 | Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, symulacje. |
| M-4 | Metody programowane z użyciem komputera. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie cyklu projektów na podstawie ocen cząstkowych ze złożonych projektów oraz aktywności i pracy poszczególnych członków zespołu. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena pod koniec przedmiotu podsumowująca osiągnięte efekty. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_2A_C07_W01 Potrafi wyjaśnić ideę systemów hybrydowych i dyskretnych oraz podać przykłady. Potrafi opisać najbardziej popularne modele systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi omówić przykładowe narzędzie programistyczne do symulacji systemów hybrydowych. | AR_2A_W03, AR_2A_W04 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AR_2A_C07_U01 Umie zaprezentować przykłady praktyczne systemów hybrydowych i dyskretnych. Umie zastosować wybrane modele systemów hybrydowych i dyskretnych do symulacji. Umie wykorzystać najpopularniejsze narzędzia programistyczne do symulacji systemów hybrydowych i dyskretnych. | AR_2A_U03, AR_2A_U04 | — | — | C-3, C-4, C-5 | T-P-1, T-P-4, T-P-3, T-P-2, T-P-5 | M-2, M-3, M-4 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_2A_C07_W01 Potrafi wyjaśnić ideę systemów hybrydowych i dyskretnych oraz podać przykłady. Potrafi opisać najbardziej popularne modele systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi omówić przykładowe narzędzie programistyczne do symulacji systemów hybrydowych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi wyjaśnić ideę systemów hybrydowych i dyskretnych oraz podać przykłady. Potrafi opisać najbardziej popularne modele systemów hybrydowych i dyskretnych. Potrafi omówić przykładowe narzędzie programistyczne do symulacji systemów hybrydowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| AR_2A_C07_U01 Umie zaprezentować przykłady praktyczne systemów hybrydowych i dyskretnych. Umie zastosować wybrane modele systemów hybrydowych i dyskretnych do symulacji. Umie wykorzystać najpopularniejsze narzędzia programistyczne do symulacji systemów hybrydowych i dyskretnych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student umie zaprezentować przykłady praktyczne systemów hybrydowych i dyskretnych. Umie zastosować wybrane modele systemów hybrydowych i dyskretnych do symulacji. Umie wykorzystać najpopularniejsze narzędzia programistyczne do symulacji systemów hybrydowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Khalil H. K., Nonlinear Systems, Prentice Hall, 1996, 2nd edition
- Hespanha J., Morse A. S., Switching Between Stabilizing Controllers, Automatica, 2002, 38(11)
- Goebel R., Hespanha J., Teel A., Cai C., Sanfelice R., Hybrid Systems: Generalized Solutions and Robust Stability, In Proc. of the 6th IFAC Symp. on Nonlinear Contr. Systems, 2004
- Antsaklis P. J., Special issue on hybrid systems: Theory and applications, Proc. of the IEEE, 2000, vol. 88, no. 7
- Morari M., Thiele L. (eds.), Hybrid Systems: Computation and Control, 8th International Workshop, HSCC 2005, Zurich, Switzerland, Springer, 2005, March 9–11
- M. Kubale, Optymalizacja dyskretna, modele i metody kolorowania grafów, WNT, Warszawa, 2002
- Grossman R. L., Nerode A., Ravn A. P., Rischel H. ( eds.), Hybrid systems, Springer, 1993
Literatura dodatkowa
- Carloni L. P., Passerone R., Pinto A., Sangiovanni-Vincentelli A. L., Languages and Tools for Hybrid Systems Design, NOW, the essence of knowledge, Foundations and Trends in Electronic Design Automation, 2006