- Nazwa przedmiotu:
- Podstawy automatyki I
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab. inż. Wiesław Zabłocki, prof. nzw., Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej, Zakład Sterowania Ruchem i Infrastruktury Transportu
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Transport
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- TR.SIK407
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2018/2019
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 65 godz., w tym: praca na wykładach 15 godz., praca na ćwiczeniach 15 godz., konsultacje 3 godz., studiowanie wiedzy z podstaw automatyki - Internet + literatura 10 godz., przygotowanie się do ćwiczeń 10, przygotowanie się do kolokwiów z wykładów i ćwiczeń 12 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1,5 pkt. ECTS (36 godz., w tym: praca na wykładach 15 godz., praca na ćwiczeniach 15 godz., konsultacje 3 godz., udział w kolokwiach 3 godz.)
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość materiału z przedmiotu matematyka (analiza matematyczna, równania różniczkowe, funkcje i liczby zespolone, przekształcenia Laplace'a, interpretacja pochodnej i całki w odniesieniu do dynamiki zjawisk fizycznych).
- Limit liczby studentów:
- wykład: brak, ćwiczenia: 30 osób
- Cel przedmiotu:
- Poznanie wiedzy obejmującej podstawowe struktury sterowania, własności obiektów dynamicznych, wyznaczanie wyrażeń na transmitancję operatorową i widmową, wyznaczanie charakterystyk obiektów dynamicznych oraz poznanie metod opisu i określania własności obiektów dynamicznych i kryteriów analitycznych sterowalności, obserwowalności i stabilności. Ponadto poznanie wiedzy obejmującej oraz podstawy teorii regulacji: struktury i własności regulatorów oraz metody i kryteria doboru regulatorów.
- Treści kształcenia:
- Treść wykładu: Wprowadzenie do automatyki. Podstawowe pojęcia automatyki.
Kategoria czasu. Rodzaje sterowania. Rodzaje układów automatyki.
Człowiek a sterowanie.
Model matematyczny układu dynamicznego.
Transmitancja dynamicznego układu liniowego.
Charakterystyki układów liniowych w dziedzinie czasu i częstotliwości.
Pojęcie stanu układu dynamicznego. Metoda zmiennych stanu.
Równania obiektu dynamicznego: równanie stanu i równanie wyjścia.
Macierz transmitancji.
Sterowalność i obserwowalność.
Model układu regulacji. Sygnały regulatora.
Własności układów automatycznej regulacji.
Statyczny i astatyczny układ regulacji. Wskaźniki regulacji. Stabilność regulacji. Zapas stabilności.
Identyfikacja obiektów sterowania. Zasady doboru regulatorów.
Ćwiczenia obejmują przykłady i zadania obliczeniowe z zakresu wykładów.
- Metody oceny:
- Dwa kolokwia w trakcie semestru. Ocena odpowiedzi ustnych w trakcie ćwiczeń na poziomie "plusów" lub "minusów".
Terminy kolokwiów są podawane na początku semestru, na pierwszych zajęciach z przedmiotu.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Wszelkie wydawnictwa (skrypty lub podręczniki akademickie) z zakresu podstaw automatyki.
Możliwe źródła pod hasłem "podstawy automatyki" w Internecie,a następnie wskazanie konkretnego
hasła lub słów kluczowych, np. stabilność układów dynamicznych.
Zalecane pozycje literaturowe to:
1. Dębowski A., Automatyka, podstawy teorii, WNT, Warszawa 2008,
2. Gessing R., Podstawy automatyki, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001,
3. Mazurek J., Vogt H., Żydanowicz W., Podstawy automatyki, WPW, Warszawa 2006.
- Witryna www przedmiotu:
- www2.wt.pw.edu.pl/~zab
- Uwagi:
- O ile nie powoduje to zmian w zakresie powiązań danego modułu zajęć z kierunkowymi efektami kształcenia w treściach kształcenia, mogą być wprowadzane na bieżąco zmiany związane z uwzględnieniem najnowszych osiągnięć naukowych.
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt W01
- Zna i rozumie podstawowe pojęcia automatyki oraz posiada wiedzę o metodach klasyfikacji podstawowych obiektów automatyki, zna pojęcia i definicje przekształcenia Laplace’a, transmitancji operatorowej oraz podstawowe twierdzenia rachunku operatorowego.
Weryfikacja: Kolokwium 1., z wykładów i ćwiczeń, obejmuje 5 pytań: 3 pytania z materiału wykładowego i 2 zadania rachunkowe. Zaliczenie wymaga udzielenia poprawnych, pełnych i ścisłych nie wykraczających poza zakres merytoryczny pytania odpowiedzi na 2 pytania dotyczące wykładów i całkowicie poprawny wynik jednego z zadań rachunkowych.
Powiązane efekty kierunkowe:
Tr1A_W06
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, InzA_W05
- Efekt W02
- Zna podstawowe matematyczne metody opisu własności obiektów statycznych i dynamicznych (na przykładzie obiektów liniowych), w tym metodę zmiennych stanu i równania obiektu dynamicznego, zna pojęcie, definicje i wzór macierzy transmitancji oraz pojęcia i wyrażenia równania i wielomianu charakterystycznego.
Weryfikacja: Kolokwium nr 1, wykład i ćwiczenia
Powiązane efekty kierunkowe:
Tr1A_W06
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, InzA_W05
- Efekt W03
- Zna strukturę i opis matematyczny układu regulacji oraz wyrażenia na transmitancje układu regulacji, zna wskaźniki jakości regulacji oraz pojęcie zapasu stabilności, umie sformułować warunek fazy i amplitudy, zna podstawowe zasady identyfikacji obiektów i doboru regulatorów.
Weryfikacja: Kolokwium nr 2., wykłady i ćwiczenia obejmuje 5 pytań: 2 pytania z materiału wykładowego i 3 zadania rachunkowe. Zaliczenie wymaga udzielenia poprawnej, pełnej i ścisłej nie wykraczające poza zakres merytoryczny pytania odpowiedzi na 1 pytanie dotyczące wykładów i całkowicie poprawne wyniki 2 zadań rachunkowych.
Powiązane efekty kierunkowe:
Tr1A_W06
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, InzA_W05
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt U01
- Umie wyznaczać transmitancję operatorową i moduł transmitancji, oraz transmitancję widmową, potrafi wyznaczyć charakterystyki skokowe i częstotliwościowe oraz określać własności obiektów na podstawie tych charakterystyk
Weryfikacja: kolokwium nr 1, w przypadku ćwiczeń realizacja zadań z udziałem studentów przy tablicy lub odpowiedzi studentów na zadawane pytania
Powiązane efekty kierunkowe:
Tr1A_U23
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U16, InzA_U08
- Efekt U02
- potrafi wyznaczyć sterowalność, obserwowalnoś i stabilność obiektu dynamicznego na podstawie kryteriów analitycznych, potrafi sformułować równania obiektu dynamicznego posługując się fazowymi zmiennymi stanu.
Weryfikacja: kolokwium nr 2, w przypadku ćwiczeń realizacja zadań z udziałem studentów przy tablicy lub odpowiedzi studentów na zadawane pytania
Powiązane efekty kierunkowe:
Tr1A_U23
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U16, InzA_U08
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt K01
- Rozumie potrzebę uzupełnia wiedzy z automatyki, śledzi postępy techniki i technologii w automatyzacji transportu.
Weryfikacja: Obserwacja i zachowanie studenta w trakcie zajęć oraz sposób udzielania odpowiedzi na pytania kierowane do studentów w trakcie zajęć.
Powiązane efekty kierunkowe:
Tr1A_K01
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_K01