ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2014/2015 / Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki / Mechanika i budowa maszyn (N2) / urządzenia mechatroniczne / Sylabus przedmiotu - Doświadczalna identyfikacja własności układów mechatronicznych

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechanika i budowa maszyn (N2)
specjalność: urządzenia mechatroniczne

Sylabus przedmiotu Doświadczalna identyfikacja własności układów mechatronicznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Mechanika i budowa maszyn
Forma studiów	studia niestacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	nauk technicznych
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Doświadczalna identyfikacja własności układów mechatronicznych
Specjalność	urządzenia mechatroniczne
Jednostka prowadząca	Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny	Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	4,0	ECTS (formy)	4,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	1	10	1,5	0,38	zaliczenie
wykłady	W	1	17	2,5	0,62	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Wymaga się aby student posiadał wiedzę z podstaw automatyki. Powinien sprawnie posługiwać się narzędziami rachunku macierzowego oraz całkowego oraz mieć zaliczony kurs statystyki matematycznej.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Celem kształcenia jest zapoznanie studenta z zaawansowanymi technikami identyfikacji własciwości obiektów. Szczególny nacisk kładziony jest przy tym na umiejętność wychwycenia analogii pomiędzy rozważaniami teoretycznymi a praktycznymi aspektami procesu identyfikacji modeli.
C-2	Celem jest zaznajomienie studentów z praktycznymi metodami prowadzenia procesu identyfikacji z użyciem nowoczesnego oprogramowania oraz sprzętu.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab. Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.	2
T-L-2	Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.	2
T-L-3	Modelowanie elementów układów mechanicznych.	2
T-L-4	Eksperymentalna analiza modalna z użyciem różnych metod wymuszania.	2
T-L-5	Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych. Walidacja modelu, model updating.	2
		10
wykłady
T-W-1	Modele, modelowanie, struktura modelu, parametry i współrzędne stanu. Pojęcie i zakres zastosowań estymacji.	2
T-W-2	Ogólne aspekty zagadnienia modelowania. Klasy realizacji, Klasy podejść statystycznych.	2
T-W-3	Sygnały deterministyczne i losowe. Klasy sygnałów. Przetwarzanie sygnałów, szybkie przekształcenie Fouriera.	2
T-W-4	Modele liniowe. Sterowalność, obserwowalność, identyfikowalność.	2
T-W-5	Teoria estymacji, cechy estymatorów.	2
T-W-6	Analiza regresji, krzywe i płaszczyzny regresji.	2
T-W-7	Dokładność i przyczyny błędów.	2
T-W-8	Zastosowania metod identyfikacji.	3
		17

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach.	10
A-L-2	Opracowywanie raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.	20
A-L-3	Przygotowywanie się do zajęć.	10
A-L-4	Przygotowywanie się do zaliczenia.	5
		45
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach.	17
A-W-2	Samodzielne studiowanie literatury.	17
A-W-3	Przygotowywanie sie do zaliczenia.	10
A-W-4	Rozwiązywanie zagadnień problemowych.	17
A-W-5	Konsultacje.	15
		76

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Metoda podająca - wykład informacyjny.
M-2	Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie końcowe.
S-2	Ocena podsumowująca: Sprawdzenie poprawności wykonania raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3	Ocena formująca: Sprawdzenie stanu przygotowania studentów do przeprowadzenia zajęć praktycznych.
S-4	Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
MBM_2A_UM/03_W01 Zamierzonym efektem kształcenia jest zaznajomienie studentów z problemami związanymi z pojęciem identyfikacji właściwości układów mechatronicznych oraz uświadomienie im znaczenia tego procesu w praktyce inżynierskiej.	MBM_2A_W05, MBM_2A_W03, MBM_2A_W01	T2A_W01, T2A_W02, T2A_W04	C-1	T-W-8, T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-6, T-W-5, T-W-7	M-1	S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
MBM_2A_UM/03_U01 Student w wyniku kształcenia powienien potrafic przeprowadzić analizę obiektu, wybrać prawidłową technikę identyfikacji, zaplanować eksperyment i zinterpretować uzyskane rezultaty.	MBM_2A_U09, MBM_2A_U17, MBM_2A_U08	T2A_U08, T2A_U09, T2A_U17	C-2	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5	M-2	S-2, S-3

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
MBM_2A_UM/03_K01 Student powinien zyskać kompetencje w doborze właściwych metod identyfikacji oraz procedur ich realizacji.	MBM_2A_K04	T2A_K04	C-2	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5	M-2	S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
MBM_2A_UM/03_W01 Zamierzonym efektem kształcenia jest zaznajomienie studentów z problemami związanymi z pojęciem identyfikacji właściwości układów mechatronicznych oraz uświadomienie im znaczenia tego procesu w praktyce inżynierskiej.	2,0	Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
	3,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
	3,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
	4,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
MBM_2A_UM/03_U01 Student w wyniku kształcenia powienien potrafic przeprowadzić analizę obiektu, wybrać prawidłową technikę identyfikacji, zaplanować eksperyment i zinterpretować uzyskane rezultaty.	2,0	Student nie posiadł podstawowych umiejętności wymaganych do realizacji postawionych celów ćwiczeń laboratoryjnych.
	3,0	Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Z trudem jednak kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
	3,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
	4,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji. Zna obszary stosowania i ograniczenia.

Literatura podstawowa

J. Kasprzyk, Identyfikacja procesów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2002
A.Czemplik, Modele dynamiki układów fizycznych dla inżynierów., WNT, Warszawa, 2008
Z.Bubnicki, Identyfikacja obiektów sterowania, PWN, Warszawa, 1974
A.Żuchowski, Modele dynamiki i identyfikacja., Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2003

Literatura dodatkowa

J. Szabatin, Podstawy teorii sygnałów., Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2000
T.P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów., Wydawnictwo Komunikacji i Łączności`, Warszawa, 2009

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab. Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.	2
T-L-2	Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.	2
T-L-3	Modelowanie elementów układów mechanicznych.	2
T-L-4	Eksperymentalna analiza modalna z użyciem różnych metod wymuszania.	2
T-L-5	Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych. Walidacja modelu, model updating.	2
		10

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Modele, modelowanie, struktura modelu, parametry i współrzędne stanu. Pojęcie i zakres zastosowań estymacji.	2
T-W-2	Ogólne aspekty zagadnienia modelowania. Klasy realizacji, Klasy podejść statystycznych.	2
T-W-3	Sygnały deterministyczne i losowe. Klasy sygnałów. Przetwarzanie sygnałów, szybkie przekształcenie Fouriera.	2
T-W-4	Modele liniowe. Sterowalność, obserwowalność, identyfikowalność.	2
T-W-5	Teoria estymacji, cechy estymatorów.	2
T-W-6	Analiza regresji, krzywe i płaszczyzny regresji.	2
T-W-7	Dokładność i przyczyny błędów.	2
T-W-8	Zastosowania metod identyfikacji.	3
		17

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	Uczestnictwo w zajęciach.	10
A-L-2	Opracowywanie raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.	20
A-L-3	Przygotowywanie się do zajęć.	10
A-L-4	Przygotowywanie się do zaliczenia.	5
		45

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach.	17
A-W-2	Samodzielne studiowanie literatury.	17
A-W-3	Przygotowywanie sie do zaliczenia.	10
A-W-4	Rozwiązywanie zagadnień problemowych.	17
A-W-5	Konsultacje.	15
		76

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	MBM_2A_UM/03_W01	Zamierzonym efektem kształcenia jest zaznajomienie studentów z problemami związanymi z pojęciem identyfikacji właściwości układów mechatronicznych oraz uświadomienie im znaczenia tego procesu w praktyce inżynierskiej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	MBM_2A_W05	ma szczegółową wiedzę dotyczącą konstrukcji, eksploatacji i obliczeń dotyczących maszyn o różnym stopniu złożoności
	MBM_2A_W03	ma szczegółową wiedzę z wybranych zagadnień pokrewnych kierunków studiów powiązanych z obszarem studiowanej specjalności
	MBM_2A_W01	ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki na poziomie wyższym niezbędną do rozwiązywania zadań z zakresu mechaniki, budowy i eksploatacji maszyn
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_W01	ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_W02	ma szczegółową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
	T2A_W04	ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotu	C-1	Celem kształcenia jest zapoznanie studenta z zaawansowanymi technikami identyfikacji własciwości obiektów. Szczególny nacisk kładziony jest przy tym na umiejętność wychwycenia analogii pomiędzy rozważaniami teoretycznymi a praktycznymi aspektami procesu identyfikacji modeli.
Treści programowe	T-W-8	Zastosowania metod identyfikacji.
	T-W-1	Modele, modelowanie, struktura modelu, parametry i współrzędne stanu. Pojęcie i zakres zastosowań estymacji.
	T-W-2	Ogólne aspekty zagadnienia modelowania. Klasy realizacji, Klasy podejść statystycznych.
	T-W-3	Sygnały deterministyczne i losowe. Klasy sygnałów. Przetwarzanie sygnałów, szybkie przekształcenie Fouriera.
	T-W-4	Modele liniowe. Sterowalność, obserwowalność, identyfikowalność.
	T-W-6	Analiza regresji, krzywe i płaszczyzny regresji.
	T-W-5	Teoria estymacji, cechy estymatorów.
	T-W-7	Dokładność i przyczyny błędów.
Metody nauczania	M-1	Metoda podająca - wykład informacyjny.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie końcowe.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
	3,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
	3,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
	4,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	MBM_2A_UM/03_U01	Student w wyniku kształcenia powienien potrafic przeprowadzić analizę obiektu, wybrać prawidłową technikę identyfikacji, zaplanować eksperyment i zinterpretować uzyskane rezultaty.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	MBM_2A_U09	potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
	MBM_2A_U17	potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla swojej specjalności, w tym zadań nietypowych z uwzględnieniem aspektów pozatechnicznych
	MBM_2A_U08	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U08	potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
	T2A_U09	potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
	T2A_U17	potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
Cel przedmiotu	C-2	Celem jest zaznajomienie studentów z praktycznymi metodami prowadzenia procesu identyfikacji z użyciem nowoczesnego oprogramowania oraz sprzętu.
Treści programowe	T-L-1	Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab. Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.
	T-L-2	Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.
	T-L-3	Modelowanie elementów układów mechanicznych.
	T-L-4	Eksperymentalna analiza modalna z użyciem różnych metod wymuszania.
	T-L-5	Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych. Walidacja modelu, model updating.
Metody nauczania	M-2	Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Sprawdzenie poprawności wykonania raportów z ćwiczeń laboratoryjnych.
Sposób oceny	S-3	Ocena formująca: Sprawdzenie stanu przygotowania studentów do przeprowadzenia zajęć praktycznych.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Student nie posiadł podstawowych umiejętności wymaganych do realizacji postawionych celów ćwiczeń laboratoryjnych.
	3,0	Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Z trudem jednak kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
	3,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
	4,0	Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji.
	4,5	Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
	5,0	Student opanował podstawowe umiejętności z zakresu przedmiotu. Rozumie jak posiadaną wiedzę wykorzystać praktycznie do rozwiązywania postawionych problemów identyfikacji. Zna obszary stosowania i ograniczenia.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	MBM_2A_UM/03_K01	Student powinien zyskać kompetencje w doborze właściwych metod identyfikacji oraz procedur ich realizacji.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	MBM_2A_K04	potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_K04	potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Cel przedmiotu	C-2	Celem jest zaznajomienie studentów z praktycznymi metodami prowadzenia procesu identyfikacji z użyciem nowoczesnego oprogramowania oraz sprzętu.
Treści programowe	T-L-1	Sygnały i ich parametry. Podstawowe pojęcia z zakresu przetwarzania sygnałów. Ćwiczenie w środowisku Matlab. Analiza sygnałów deterministycznych. Przekształcenia całkowe. Ćwiczenia w środowisku Matlab.
	T-L-2	Modele w postaci równań różniczkowych oraz modele operatorowe - ćwiczenia w środowisku Matlab.
	T-L-3	Modelowanie elementów układów mechanicznych.
	T-L-4	Eksperymentalna analiza modalna z użyciem różnych metod wymuszania.
	T-L-5	Budowa modelu modalnego - algorytmy estymacji parametrów modalnych. Walidacja modelu, model updating.
Metody nauczania	M-2	Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób oceny	S-4	Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych.