| Pole | KOD | Znaczenie kodu |
|---|
| Zamierzone efekty kształcenia | AR_2A_C24_W01 | Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do:
- opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów,
- rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki,
- optymalizacji układów automatycznego sterowania.
W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających. |
|---|
| Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | AR_2A_W03 | Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z teorii sterowania i systemów. |
|---|
| AR_2A_W04 | Ma poszerzoną i podbudowaną teoretycznie wiedzę o sterowaniu procesami w ujęciu dyskretnym oraz hybrydowym. |
| Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | T2A_W03 | ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów |
|---|
| T2A_W04 | ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów |
| Cel przedmiotu | C-3 | Poznanie ważniejszych podsystemów i zadań przez nie realizowanych w strukturach systemów sterowania pływającymi jednostkami morskimi. |
|---|
| C-2 | Poznanie zasad tworzenia matematycznych modeli ruchów jednostki pływającej w wielu stopniach swobody ruchu oraz modeli uproszczonych opisujących ruchy jednostek morskich w 1DOF, 2DOF i 3DOF, stosowanych w zagadnieniach automatycznej regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości postępowej statku, stabilizacji pozycji i kursu statku wiertniczego (platformy) nad punktem wiercenia na dnie morza. |
| C-4 | Poznanie sposobów sterowania kursem i prędkością statku oraz kursem i pozycją jednostek pływających w układach automatycznego i manualnego sterowania wspomaganego komputerowo oraz metod projektowania takich układów z użyciem techniki symulacyjnej. |
| C-1 | Poznanie zadań i sposobów sterowania pływającymi jednostkami morskimi, w ruchu po trajektorii oraz podczas stabilizacji położenia jednostki względem punktu odniesienia na dnie morza (DSP). |
| Treści programowe | T-W-2 | Matematyczne modele ruchów statku: układy odniesienia w opisach położenia i orientacji bryły statku, zasady tworzenia matematycznych modeli statku, badania basenowe. Ruch ogólny statku w 6 stopniach swobody ruchu (6 DOF) oraz ruchy w 3 DOF i 1 DOF, modelowanie zakłóceń środowiskowych. Liniowe modele matematyczne statku: Nomoto II, Becha, Van Leeuvena. Nieliniowy model ruchów wolnozmiennych statku wiertniczego "Wimpey Sealab" w 3 DOF. |
|---|
| T-L-6 | Sterowanie położeniem i kursem statku w pętli otwartej z dynamicznym odsprzęganiem układu. |
| T-L-1 | Wybór i implementacja modelu statku wraz z modelem zakłóceń morskich (prąd, wiatr, falowanie) z użyciem pakietu MATLAB/Simulink. |
| T-L-2 | Linearyzacja modelu ruchów statku dla zadanych pozycji (reżymów) pracy statku. |
| T-L-5 | Sterowanie położeniem i kursem statku w pętli otwartej ze statycznym odsprzęgnieciem układu. |
| T-L-4 | Projektowanie i badania układu regulacji położenia i kursu statku za pomocą modalnego regulatora MIMO zaprojektowanego dla wybranych punktów pracy (pozycji i kąta kursowego). |
| T-L-3 | Dobór macierzy wagowych w kryterium sterowania i synteza układu sterowania optymalnego LQR/LQG przy dostępnym wektorze stanu obiektu. Wyznaczenie biegunów zamkniętego układu sterowania i biegunów filtru Kalmana lub wybór biegunów dla obserwatora Luenbegera pełnego rzędu. |
| T-W-3 | Synteza adaptacyjnego układu sterowania położeniem statku wiertniczego nad punktem wiercenia na podstawie zlinearyzowanego modelu ruchów wolnozmiennych statku w 3 DOF z zastosowaniem wielowymiarowych regulatorów modalnych budowanych z użyciem obserwatora Luenbergera pełnego rzędu lub filtru Kalmana. |
| T-W-1 | Wprowadzenie, omówienie sposobów i zadań sterowania ruchem jednostek pływających, w tym: automatyczna regulacja kursu statku w ruchu prostoliniowym, stabilizacja kursu i prędkości postępowej statku, stabilizacja prędkości kątowej przy zmianach kierunku ruchu oraz sterowanie wzdłuż trajektorii wg punktów geograficznych. Sterowanie położeniem statku względem punktu odniesienia DSP (Dynamic Ship Positioning), sterowanie precyzyjne na akwenach ograniczonych. Przegląd struktur systemów sterowania: systemy pomiarowe, systemy napędowe, ważniejsze podsystemy układu sterowania (obliczanie pozycji statku, rozdział sił naporu na pędniki). Synteza optymalnego LQR/LQG regulatora wielowymiarowowego, projektowanie układów z regulatorami autonomicznymi PID, adaptacyjne regulatory modalne i wieloregulatorowe (przełączalne) struktury regulatorów modalnych. |
| Metody nauczania | M-2 | Wykład problemowy |
|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne z zastosowaniem projektowania i techniki symulacji komputerowych |
| Sposób oceny | S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie z oceną wystawiona na podstawie testu pisemnego i rozmowy ze studentem. |
|---|
| S-1 | Ocena formująca: Oceny wystawiane na podstawie sprawozdań z wykonanych ćwiczeń |
| Kryteria oceny | Ocena | Kryterium oceny |
|---|
| 2,0 | |
| 3,0 | Student ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki i zna narzędzia informatyczne niezbędne do:
- opisu i analizy zaawansowanych algorytmów przetwarzania sygnałów,
- rozwiązywania złożonych problemów robotyki i automatyki,
- optymalizacji układów automatycznego sterowania.
W szczególności: ma wiedzę o statku jako obiekcie sterowania jego ruchem na powierzchni morza. Umie dobrać układy odniesienia, w których definiowane są ruchy statku w wielu stopniach swobody. Ma wiedzę o sposobach pozyskiwania matematycznych modeli ruchów statku na podstawie badań w basenach holowniczych i tunelach aerodynamicznych wykonywanych na fizycznych modelach bryły statku oraz ich weryfikacji (identyfikacji) na rzeczywistym obiekcie w morzu. Zna zasady działania układów: regulacji kursu, stabilizacji kursu i prędkości statku oraz zasady sterowania statkiem wzdłuż zadanej trajektorii. Potrafi omówić ważniejsze podsystemy występujące w systemach sterowania ruchem jednostek pływających. |
| 3,5 | |
| 4,0 | |
| 4,5 | |
| 5,0 | |