Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)
Sylabus przedmiotu Badania doświadczalne urządzeń mechatronicznych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechatronika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Badania doświadczalne urządzeń mechatronicznych | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechatroniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Andrzej Bodnar <Andrzej.Bodnar@zut.edu.pl>, Mirosław Pajor <Miroslaw.Pajor@zut.edu.pl>, Grzegorz Szwengier <Grzegorz.Szwengier@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 7 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wymagane zaliczenie kursów poprzedzających: matematyka, mechanika, podstawy informatyka, dynamika ukłądów mechanicznych. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Nabycie wiedzy na temat metodyki prowadzenia badań doświadczalnych. Zaznajomienie się z nowoczesnymi metodami badawczymi, możliwościami sprzętu pomiarowego. Określenie ograniczeń poszczególnych metod badawczych. Zapoznanie sie z problemami i trudnościami, jakie można napotkac w trakcie prowadzenia badań. |
| C-2 | Nabycie praktycznych umiejętności prowadzenia badań z użyciem nowoczesnych narzędzi pomiarowych. Umięjętność planowania eksperymentu, optymalizacji czasu oraz zasobów ludzkich. Nabycie umiejętności interpretowania uzyskiwanych rezultatów cząstkowych oraz końcowych. Umiejętnośc identyfikacji potencjalnych źródeł błędów. |
| C-3 | Nabycie wiedzy oraz umiejętności rozwiązywania bardziej złożonych problemów z dziedziny statyki i dynamiki urządzeń mechanicznych. Zrozumienie procesu identyfikacji modeli. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Układanie równań ruchu dla układów o wielu stopniach swobody. Zapis modelu układu dynamicznego w różnych dziedzinach (czasu, częstotliwości, operatorowych). Zasady konwersji zapisu. Rozwiązywanie zagadnienia własnego dla układów o wielu stopniach swobody. Zagadnienie tłumienia drgań. Dostrajanie elementów dodatkowych. Elementy syntezy modalnej. | 15 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Analiza błędów wprowadzanych przez próbkowanie i filtrację (aliasing, przeciek widma, błędy amplitudowe i przesunięcie fazowe). Wyznaczanie funkcji korelacji, widm mocy, uśrednianie. Funkcja koherencji. Transmitancja. Wyznaczanie transmitancji w warunkach zakłóceń przy sygnałach wejściowych harmonicznych i impulsowych. | 10 |
| T-L-2 | Doświadczalne wyznaczanie słabych ogniw konstrukcji maszyny ze względu na kryterium sztywności statycznej. Identyfikacja parametrów fizycznych modelu tocznego połączenia prowadnicowego obrabiarki na podstawie badań doświadczalnych statyki maszyny. Identyfikacja parametrów fizycznych modeli podzespołów prowadnicowych oraz mechanizmu śrubowo-tocznego na podstawie badań doświadczalnych dynamiki zespołu posuwowego. | 5 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Analiza sygnałów – klasyfikacja sygnałów, zakłócenia i ich rodzaje, filtracja. Wygładzanie przebiegów czasowych, usuwanie trendów, wpływ próbkowania i kwantyzacji. Tor pomiarowy. Transformacje sygnałów (w dziedzinie czasu, częstotliwości i czasowo-częstotliwościowe). Badanie sygnałów niestacjonarnych. Doświadczalna analiza modalna – podstawy teoretyczne analizy modalnej maszyn. | 20 |
| T-W-2 | Badania statyczne układów korpusowych maszyn – tworzenie tzw. modelu doświadczalnego obiektu. Badania błędów geometrycznych obrabiarek i robotów – normy, przyrządy, metody. Wyznaczanie sztywności statycznej połączeń prowadnicowych maszyn, optymalne planowanie eksperymentu, stanowisko pomiarowe, opracowanie wyników pomiarów. | 10 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-A-2 | Praca własna | 10 |
| 25 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Praca własna | 10 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Praca własna | 20 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca. Wykład informacyjny. |
| M-2 | Metoda praktyczna. Ćwiczenia laboratoryjne. |
| M-3 | Metoda praktyczna. Ćwiczenia przedmiotowe. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne w zakresie materiału zawartego w każdym z trzech bloków tematycznych.Kolokwium. Raport. Test. |
| S-2 | Ocena formująca: Sprawdzenie opanowania materiału teoretycznego przed przystąpieniem do zajęć praktycznych. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena poprawności wykonania raportów z poszczególnych zajęć laboratoryjnych. |
| S-4 | Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych. |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Ocena umiejętności budowania modeli matematycznych z użyciem wybranych metod. |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_W01 Efektem uczestniczenia studenta w zajęciach powinna być jego znajomość podstawowych pojęć z dziedziny doświadczalnictwa. Powinien zrozumieć, na czym polegają ograniczenia metod badawczych oraz w jaki sposób mozna przetwarzać i wykorzystywać wyniki eksperymentu. | ME_1A_W06, ME_1A_W07 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-L-1, T-L-2 | M-1 | S-1 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_U01 W wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach powinien on nabyć umiejętności z zakresu manualnego posługiwania się sprzętem pomiarowym. Powinien umieć dobierać oraz podłączać i konfigurować elementy toru pomiarowego. Powinien również umieć analizować konstrukcję pod kątem doboru właściwej metody pomiarowej i zastosowania konkretnych typów przetworników pomiarowych. | ME_1A_U06, ME_1A_U08, ME_1A_U09, ME_1A_U13 | — | — | C-2, C-1 | T-L-1, T-L-2 | M-2 | S-3, S-2 |
| ME_1A_C08-2_U02 w wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach audytoryjnych, powinien on potrafić właściwie wybrac jedną z dostępnych metod budowania modeli (fizycznych, matematycznych i innych). Powienien również zrozumieć jakie znaczenie ma proces modelowania i jaka istnieje zależność między modelami teoretycznymi a modelami doświadczalnymi. | ME_1A_U06, ME_1A_U09 | — | — | C-3 | T-A-1 | M-3 | S-5 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_K01 Zajęcia laboratoryjne z użyciem precyzyjnego i niezwykle drogiego sprzętu pomiarowego wymuszą na studencie wyrobienie w sobie poczucia odpowiedzialności za podejmowane decyzje. Niektóre z prac nie moga byc wykonywane samodzielnie, zatem wymusi to na studencie konieczność współpracy. | ME_1A_K02 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2 | M-2 | S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_W01 Efektem uczestniczenia studenta w zajęciach powinna być jego znajomość podstawowych pojęć z dziedziny doświadczalnictwa. Powinien zrozumieć, na czym polegają ograniczenia metod badawczych oraz w jaki sposób mozna przetwarzać i wykorzystywać wyniki eksperymentu. | 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 w zakresie szerszym niż przewidziany dla przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_U01 W wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach powinien on nabyć umiejętności z zakresu manualnego posługiwania się sprzętem pomiarowym. Powinien umieć dobierać oraz podłączać i konfigurować elementy toru pomiarowego. Powinien również umieć analizować konstrukcję pod kątem doboru właściwej metody pomiarowej i zastosowania konkretnych typów przetworników pomiarowych. | 2,0 | Student nie jest w stanie aktywnie uczestniczyć w zajęciach ze względu na kompletny brak wiedzy w danej dziedzinie. |
| 3,0 | Wykonuje zlecone czynności praktyczne z licznymi pomyłkami. Nie stosuje poprawnych pojęć. Jego wnioski świadczą o nieopanowaniu do końca materiału teoretycznego. | |
| 3,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania lecz wymaga stałego nadzoru i zwracania uwagi na istotne elementy procedur badawczych. Ma trudności z wyciąganiem właściwych wniosków. | |
| 4,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 4,0 a 5,0. | |
| 5,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania, posługuje się poprawnymi sformułowaniami i pojęciami. Wyciąga logiczne wnioski i zna ograniczenia metod badawczych. | |
| ME_1A_C08-2_U02 w wyniku uczestnictwa studenta w zajęciach audytoryjnych, powinien on potrafić właściwie wybrac jedną z dostępnych metod budowania modeli (fizycznych, matematycznych i innych). Powienien również zrozumieć jakie znaczenie ma proces modelowania i jaka istnieje zależność między modelami teoretycznymi a modelami doświadczalnymi. | 2,0 | Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich. |
| 3,0 | Wykonuje zlecone czynności praktyczne lecz z pomyłkami. Nie stosuje poprawnych pojęć. Jego wnioski świadczą o nieopanowaniu do końca materiału teoretycznego. | |
| 3,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania lecz wymaga stałego nadzoru i zwracania uwagi na istotne elementy procesu modelowania. Ma trudności z wyciąganiem właściwych wniosków. | |
| 4,5 | Umiejętności pośrednie pomiędzy tymi ocenianymi na 4,0 a 5,0 | |
| 5,0 | Poprawnie wykonuje zlecone działania, posługuje się poprawnymi sformułowaniami i pojęciami. Wyciąga logiczne wnioski i zna ograniczenia stosowanych narzędzi |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ME_1A_C08-2_K01 Zajęcia laboratoryjne z użyciem precyzyjnego i niezwykle drogiego sprzętu pomiarowego wymuszą na studencie wyrobienie w sobie poczucia odpowiedzialności za podejmowane decyzje. Niektóre z prac nie moga byc wykonywane samodzielnie, zatem wymusi to na studencie konieczność współpracy. | 2,0 | |
| 3,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Jednak jest to wiedza powierzchowna, której nie potrafi twórczo analizować. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Kruszewski J., Wittbrodt E., Drgania układów mechanicznych w ujęciu komputerowym. T 1 – Zagadnienia liniowe., WNT, Warszawa, 1993
- Giergiel J., Uhl T., Identyfikacja układów mechanicznych., PWN, Warszawa, 1990
- Uhl T., Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych., WNT, Warszawa, 1997
- Marchelek K., Dynamika maszyn, WNT, Warszawa, 1991
- D.J. Ewins, Modal Testing theory, practice and application, RSP, Hertforshire, 2000
- Zieliński T.P., Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKŁ, Warszawa, 2005
- J. Dudziewicz, Podręcznik metrologii, WKŁ, Warszawa, 1988