Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria systemów informacyjnych
Sylabus przedmiotu Algorytmy sterowania cyfrowego:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Algorytmy sterowania cyfrowego | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Metod Sztucznej Inteligencji i Matematyki Stosowanej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Sławomir Jaszczak <Slawomir.Jaszczak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marcin Korzeń <Marcin.Korzen@zut.edu.pl>, Marcin Pluciński <Marcin.Plucinski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 8 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka stosowana ze statystyką 1 |
| W-2 | Programowanie 1 |
| W-3 | Programowalne układy automatyki |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z metodyką projektowania i implementacji algorytmów sterowania logicznego i cyfrowego z wykorzystaniem języków programowania zgodnych z normą IEC 61131-3 |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności formułowania algorytmu sterowania cyfrowego w postaci schematów blokowych |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności implementacji algorytmu sterowania w wybranym języku programowania zgodnym z normą IEC 61131-3 (LD, ST, FBD, Ansi C, Automation Basic) |
| C-4 | Ukształtowanie umiejętności sporządania dokumentacji wykonawczej i powykonawczej, obejmujacej syntezę sprzetową i programową układu sterowania cyfrowego. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Synteza cyfrowego algorytmu PID w rzeczywistym układzie sterowania (model dźwigu budowlanego, suwnica 3D, wahadło odwrócone, układ zbiorników). | 4 |
| T-L-2 | Synteza cyfrowego algorytmu dead beat w rzeczywistym układzie sterowania (model dźwigu budowlanego, suwnica 3D, wahadło odwrócone, układ zbiorników). | 5 |
| T-L-3 | Synteza cyfrowego algorytmu rozmytego w rzeczywistym układzie sterowania (model dźwigu budowlanego, suwnica 3D, wahadło odwrócone, układ zbiorników). | 5 |
| T-L-4 | Zaliczenie koncowe | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Struktura i zasada działania układu sterowania cyfrowego, elementy układu sterowania cyfrowego (przetworniki A/C, C/A, człony podtrzymania sygnału, urządzenia pomiarowe, urządzenia wykonawcze, urządzenia nastawcze), | 2 |
| T-W-2 | Algorytmy cyfrowe PID w wersjach ISA i IDE z modyfikacjami | 4 |
| T-W-3 | Algorytmy dead beat | 4 |
| T-W-4 | Algorytmy rozmyte typu Mamdaniego i Takagi Sugeno | 4 |
| T-W-5 | Zaliczenie końcowe | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Udział w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Realizacja zadań domowych | 5 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia laboratorium | 5 |
| A-L-4 | Udział w konsultacjach i zaliczeniu formy zajęć. | 1 |
| 26 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział w zajęciach i zaliczenie | 15 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zaliczenia wykładu | 10 |
| A-W-3 | Udział w konsultacjach i zaliczeniu | 1 |
| 26 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z prezentacją |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne - samodzielna implementacja oprogramowania sterującego z wykorzystaniem Proficy Machine Edition lub Automation Studio |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne - samodzielne rozwiązywanie postawionych problemów z wykorzystaniem stanowisk badawczych |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Krótkie zaliczenie pisemne lub ustne na początku każdych zajęć |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena rozwiązań postawionych problemów |
| S-3 | Ocena formująca: Zaliczenie końcowe w formie ustnej i pisemnej |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_C22.5_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować : metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, podstawowe algorytmy cyfrowe wykorzystywane w praktyce przemysłowej. | I_1A_W02 | — | — | C-3 | T-W-2, T-W-4, T-W-3 | M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_C22.5_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: zaimplementować algorytm cyfrowy w wybranym języku programowania zgodnym z normą IEC 61131-3 (LD, IL,ST, FBD), sporządzić dokumentację wykonawczą. | I_1A_U06 | — | — | C-2, C-3, C-4 | T-L-1, T-L-3, T-L-2 | M-2, M-3 | S-3, S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_C22.5_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie w stanie scharakteryzować : metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania, podstawowe algorytmy cyfrowe wykorzystywane w praktyce przemysłowej. | 2,0 | Student nie potrafi scharakteryzować w elementarny sposób metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania oraz strukturę i działanie algorytmu PID. |
| 3,0 | Student potrafi scharakteryzować w elementarny sposób metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania oraz strukturę i działanie algorytmu PID. | |
| 3,5 | Student potrafi scharakteryzować szczegółowo metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania oraz strukturę i działanie algorytmów dead beat , rozmytego i PID. | |
| 4,0 | Student potrafi scharakteryzować szczegółowo metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania oraz strukturę i działanie algorytmów dead beat , rozmytego i PID. Student potrafi omówić podstawowe metody strojenia algorytmów PID, dead beat i PID. | |
| 4,5 | Student potrafi scharakteryzować szczegółowo metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania oraz strukturę i działanie algorytmów dead beat , rozmytego i PID. Student potrafi omówić podstawowe metody strojenia algorytmów PID, dead beat i PID. Student potrafi omówić podstawowe kryteria oceny jakości sterowania. | |
| 5,0 | Student potrafi scharakteryzować szczegółowo metodykę projektowania cyfrowych algorytmów sterowania oraz strukturę i działanie algorytmów dead beat , rozmytego i PID. Student potrafi omówić podstawowe metody strojenia algorytmów PID, dead beat i PID. Student potrafi omówić podstawowe kryteria oceny jakości sterowania oraz oceny stabilności. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_C22.5_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: zaimplementować algorytm cyfrowy w wybranym języku programowania zgodnym z normą IEC 61131-3 (LD, IL,ST, FBD), sporządzić dokumentację wykonawczą. | 2,0 | Student nie potrafi : zaprojektować i zaimplementować cyfrowego algorytmu sterowania, określić optymalnego czasu próbkowania, przeprowadzić teoretycznej analizy stabilności układu sterowania, przeprowadzić analizę jakości cyfrowego układu regulacji (kryteria odcinkowe i całkowe) , sporządzić dokumentacji wykonawczej. |
| 3,0 | Student potrafi : zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania (PID), określić optymalny czas próbkowania, przeprowadzić analizę jakości cyfrowego układu regulacji (kryteria odcinkowe i całkowe) , sporządzić dokumentację wykonawczą. | |
| 3,5 | Student potrafi : zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania (PID, dead beat), określić optymalny czas próbkowania, przeprowadzić analizę jakości cyfrowego układu regulacji (kryteria odcinkowe i całkowe) , sporządzić dokumentację wykonawczą. | |
| 4,0 | Student potrafi : zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania (PID, dead beat, rozmyty), określić optymalny czas próbkowania, przeprowadzić analizę jakości cyfrowego układu regulacji (kryteria odcinkowe i całkowe) , sporządzić dokumentację wykonawczą. | |
| 4,5 | Student potrafi : zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania (PID, dead beat, rozmyty), określić optymalny czas próbkowania, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, przeprowadzić analizę jakości cyfrowego układu regulacji (kryteria odcinkowe i całkowe) , sporządzić dokumentację wykonawczą. | |
| 5,0 | Student potrafi : zaprojektować i zaimplementować cyfrowy algorytm sterowania (PID, dead beat, rozmyty), określić optymalny czas próbkowania, przeprowadzić teoretyczną analizę stabilności układu sterowania, przeprowadzić analizę jakości cyfrowego układu regulacji (kryteria odcinkowe i całkowe) oraz optymalizację wybranego algorytmu w oparciu o wybrane kryterium jakości , sporządzić dokumentację wykonawczą. |
Literatura podstawowa
- Bryan L.A., Bryan E.A., Programmable Controllers Theory and implementation., Industrial Text Company, Marietta, 1997
- R. J. Leigh, Applied Digital Control--Theory, Design and Implementation, Prentice‐Hall International, United Kingdom, 1994
Literatura dodatkowa
- Astrom K., Hagglund T., PID controllers : Theory, design and tuning, Instrument Society of America, NY, 1995