Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Wybrane zagadnienia sterowania w kosmonautyce
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Elżbieta Jarzębowska
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Lotnictwo i Kosmonautyka
Grupa przedmiotów:
Specjalnościowe
Kod przedmiotu:
ML.NS762
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
50 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,4 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych - 35, w tym: a) wykład - 30 godz.; b) konsultacja z prowadzącym - 5 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 pkt. ECTS – 27 godzin: • konsultacje w zakresie projektu z prowadzącym – 3h • wybór koncepcji pracy projektowej – 2h • rozwiązanie zadania projektowego – 5h • obliczenia numeryczne, symulacje ruchu sterowanego – 12h • przygotowanie raportu z projektu – 5h
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zalecane, aby student zaliczył mechanikę II, podstawy automatyki i sterowania, opcjonalnie – dynamikę lotu.
Limit liczby studentów:
160
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest podanie studentowi wiedzy z zakresu modelowania obiektów latających takich jak statki powietrzne i obiekty kosmiczne, zapoznanie go z własnościami modeli statków powietrznych z punktu widzenia modelowania i sterowania i rodzajami zadań sterowania i etapami projektowania sterowania. Student nabędzie umiejętności budowania modeli sterowania statków i obiektów kosmicznych i klasyfikacji zadań sterowania.
Treści kształcenia:
Wykład: Wprowadzenie – modele i rodzaje zadań sterowania dla układów latających. Modele obiektów latających: statków powietrznych, statków i obiektów kosmicznych, manipulatorów kosmicznych – charakterystyka klas modeli. Własności modeli statków powietrznych i obiektów kosmicznych z punktu widzenia modelowania i sterowania. Rodzaje zadań sterowania i etapy projektowania sterowania. Podstawowe narzędzia stosowane w nieliniowej teorii sterowania – zakres niezbędnej mechaniki, termodynamiki, matematyki, elektroniki, inne.. Modele sterowania statków i obiektów kosmicznych: Klasyfikacje modeli układów sterowania i strategii sterowania. Klasyfikacja zadań sterowania dla obiektów kosmicznych i ich charakterystyka. Kinematyczne modele sterowania, – dla jakiego typu obiektów. Dynamiczne modele sterowania. Dynamiczne modele sterowania dla układów typu „underactuated”. Sterowanie obiektami kosmicznymi na przykładach wybranych rodzajów misji kosmicznych. Misja serwisowa. Misja eksploracyjno-badawcza. Kierunki rozwoju współczesnych misji kosmicznych, zadania stawiane przez ESA.
Metody oceny:
Forma zaliczenia przedmiotu – zaliczenie dwóch projektów domowych.
Egzamin:
nie
Literatura:
• Hughes, P. C.: Spacecraft Attitude Dynamics, Wiley, New York, 1986. • Weiland, C.: Computational Space Flight Mechanics, Springer, Berlin, 2010. • Koningstein, R., Cannon, R.: Experiments with simplified computed-torque controllers for free-flying robots, Proc. Amer. Contr. Conf., Boston, MA, June 1991, s. 1478 – 1484. • Likins, P. W.: Analytical dynamics and nonrigid spacecraft simulation, Jet Propulsion Lab. Tech. Rep. 32-1593, July, 1974. • Longman, R., Lindberg, R., Zedd, M.: Satellite-mounted robot manipulators – New kinematics and reaction moment compensation, J. Robotics Res, Vol. 6, no. 3, Fall 1987, s. 87-103. • Papadopoulos, E., Dubowsky, S.: On the Nature of Control Algorithms for Free-Floating Space Manipulators, IEEE Trans. Robotics Automation, vol. 7, no. 6, Dec. 1991. s. 750-758. • Roberson, R. E., Wittenburg, J.: A dynamical formalism for an arbitrary number of interconnected rigid bodies, with reference to the problem of satellite attitude control, • Proc. IFAC Congress, London 1966, Butterworth, London 1968, s. 45D.1 – 46D.8 • Umetani, Y. , Yoshida, K.: Experimental study of two dimensional free-flying robot satellite model, Proc. NASA Conf. Space Telerobotics,Vol. 5, Pasadena, CA, Jan. 1989, s. 215-224. • Yoshida, K.: Engineering Test Satellite VII Flight Experiments for Space Robot Dynamics and Control: Theories on Laboratory Test Beds Ten Years Ago, Now in Orbit, Int. J. Robot. Res., vol. 22, 2003; s. 321-335.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W1
Student ma wiedzę na temat modeli i rodzajów zadań sterowania dla układów latających, umie scharakteryzować klasy tych model, podać ich własności z punktu widzenia modelowania i sterowania oraz wymienić rodzaje zadań sterowania i etapy jego projektowania.
Weryfikacja: Projekt domowy 1
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W10, LiK2_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W03
Efekt W2
Student ma wiedzę na temat kinematycznych modeli sterowania obiektów kosmicznych i podstawowych systemów sterowania na poziomie kinematyki.
Weryfikacja: Projekt domowy 1
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W07, LiK2_W11, LiK2_W17
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W03, T2A_W05
Efekt W3
Student ma wiedzę na temat dynamicznych modeli sterowania dla układów w pełni sterowanych i typu „underactuated”.
Weryfikacja: Projekt domowy I1
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_W07, LiK2_W17
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U1
Student umie sklasyfikować modele i rodzaje zadań sterowania dla układów latających, umie podać własności tych modeli oraz wymienić rodzaje zadań sterowania i etapy jego projektowania.
Weryfikacja: Projekt domowy I
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U15
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U15
Efekt U2
Student umie zbudować kinematyczny model sterowania obiektu kosmicznego i zaprojektować strategię i algorytm jego sterowania na poziomie kinematyki.
Weryfikacja: Projekt domowy I
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U07, LiK2_U08
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U07, T2A_U08
Efekt U3
Student umie zbudować dynamiczny model sterowania obiektu kosmicznego w pełni sterowanego i typu underactuated i zaprojektować strategię i algorytm jego sterowania.
Weryfikacja: Projekt domowy II
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_U07, LiK2_U08, LiK2_U18
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U07, T2A_U08, T2A_U18

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K1
Ma świadomość ważności zagadnień lotnictwa i kosmonautyki, rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej w tym zakresie i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Weryfikacja: Projekt domowy I, Projekt domowy II
Powiązane efekty kierunkowe: LiK2_K02
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K02