- Nazwa przedmiotu:
- Sterowanie predykcyjne
- Koordynator przedmiotu:
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Automatyka i Robotyka
- Grupa przedmiotów:
- Wariantowe
- Kod przedmiotu:
- STPR
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2015/2016
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 32, w tym:
wykład - 18h;
zajęcia projektowe - 12h;
konsultacje - 2h
2) Praca własna studenta 50, w tym:
przygotowanie do kolokwium - 15h;
przygotowanie projektu - 35h;
Razem: 82 (2 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 pkt. ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 32, w tym:
wykład - 18h;
zajęcia projektowe - 12h;
konsultacje - 2h
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1,5 pkt. ECTS - liczba godzin praktycznych: 39, w tym:
zajęcia projektowe - 12h;
konsultacje - 2h
przygotowanie projektu - 35h;
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt30h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawy automatyki
- Limit liczby studentów:
- Cel przedmiotu:
- Nauczenie rozumienia i projektowania struktur i algorytmów sterowania predykcyjnego (MPC) wielowymiarowymi procesami przemysłowymi i obiektami technicznymi
- Treści kształcenia:
- 1. Warstwowa struktura sterowania: Schemat podstawowy i rozbudowany, dekompozycja procesu. Przykład modelowania, dekompozycji, optymalizacji i regulacji nadrzędnej. Funkcje poszczególnych warstw sterowania.
2. Regulacja wielopętlowa PID: struktura połączeń i interakcje, projektowanie regulatora wielopętlowego, odsprzęganie pętli regulacyjnych.
3. Regulacja predykcyjna (MPC): Zasada działania.
4. Regulacja predykcyjna DMC: Predykcja wyjść modelem odpowiedzi skokowych, wielowymiarowy algorytm DMC analityczny i numeryczny, kompensacja zakłóceń.
5. Regulacja predykcyjna GPC: Algorytm analityczny i numeryczny GPC.
6. Algorytmy predykcyjne z modelami równań stanu: algorytmy z pomiarem stanu, algorytmy z estymacją stanu.
7. Nieliniowa regulacja MPC: struktury algorytmów NO (z nieliniową optymalizacją), i NPL (z nieliniową predykcją i linearyzacją), zastosowanie modeli rozmytych TS.
8. Bieżące optymalizacyjne dostrajanie punktu pracy dla regulatorów MPC (algorytmy SSTO).
8. Stabilność, niezawodność, strojenie algorytmów predykcyjnych.
- Metody oceny:
- Zaliczenie projektu. Kolokwium po zakończeniu części wykładowej.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. P. Tatjewski: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych, struktury i algorytmy. Wydanie 2 zmienione. EXIT, Warszawa 2016 (książka w wersji elektronicznej).
2. P. Tatjewski: Sterowanie predykcyjne. Skrypt internetowy, Politechnika Warszawska 2011 (opracowany w ramach PR PW).
3. P. Tatjewski: Advanced Control of Industrial Processes. Springer, London 2007.
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt STPR_IIst_W01
- Wiedza dotycząca warstwowej struktury sterowania procesami przemysłowymi, zaawansowanych struktur regulacji PID wielopętlowych, projektowania układów regulacji predykcyjnej wielowymiarowej analitycznych i numerycznych, dla różnych postaci liniowych modeli procesów i dla modeli nieliniowych, układów regulacji predykcyjnej z bieżącym optymalizacyjnym dostrajaniem punktu pracy.
Weryfikacja: Kolokwium, ocena z realizacji projektu.
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W04, K_W06, K_W07, K_W12
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W03, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt STPR_IIst_U01
- Projektowanie zaawansowanych układów regulacji PID procesów wielowymiarowych, weryfikowanie projektu metodą symulacji.
Weryfikacja: Ocena zadań realizowanych podczas projektu.
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U02, K_U03, K_U15, K_U16
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U02, T2A_U06, T2A_U04, T2A_U03, T2A_U18, T2A_U19
- Efekt STPR_IIst_U02
- Projektowanie i analizowanie układów regulacji predykcyjnej procesów jedno- i wielowymiarowych, liniowych i nieliniowych, weryfikowanie projektu metodą symulacji komputerowej.
Weryfikacja: Ocena zadań realizowanych podczas projektu.
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U02, K_U03, K_U15, K_U16
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U02, T2A_U06, T2A_U04, T2A_U03, T2A_U18, T2A_U19
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt STPR_IIst_K01
- Umiejętność wykonania złożonego zadania projektowania i weryfikacji projektu w pracy zespołowej.
Weryfikacja: Ocena bieżąca współpracy w zespole podczas wykonywania projektu.
Powiązane efekty kierunkowe:
K_K04
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K03