Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Dynamika procesowa

Koordynator przedmiotu:

prof. dr hab. inż. Marek Henczka

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Inzynieria Chemiczna i Procesowa

Grupa przedmiotów:

obowiązkowe

Kod przedmiotu:

1070-IC000-MSP-111

Semestr nominalny:

1 / rok ak. 2020/2021

Liczba punktów ECTS:

2

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 5 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. - 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 20 Sumaryczny nakład pracy studenta 55

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

-

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

-

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium0h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

brak

Limit liczby studentów:

-

Cel przedmiotu:

1. Przekazanie studentom wiedzy dotyczącej dynamiki obiektów inżynierii chemicznej oraz zmienności w czasie parametrów takich obiektów w stanach nieustalonych. 2. Przedstawienie metod opisu matematycznego dynamiki obiektów elementarnych, regulatorów i układów regulacji automatycznej, a także zasad sterowania i regulacji obiektów inżynierii chemicznej. 3. Omówienie zagadnień stabilności układów regulacji i doboru nastaw regulatorów w układach regulacji automatycznej procesów inżynierii chemicznej.

Treści kształcenia:

Wykład 1. Pojęcia podstawowe (obiekt, sygnały wejściowe i wyjściowe, wymuszenie odpowiedź obiektu, modele matematyczne: statyczne i dynamiczne, liniowość i rzędowość obiektów dynamicznych), tworzenie modeli matematycznych obiektów dynamicznych, metoda opisu zachowań dynamicznych w przestrzeni czasu, linearyzacja obiektów nieliniowych; rodzaje funkcji wymuszających (skokowe, impulsowe, liniowe, sinusoidalne). 2. Dynamika i metody analitycznej identyfikacji dynamiki obiektów liniowych I rzędu, współczynnik wzmocnienia i stała czasowa obiektu inercyjnego, przykłady obiektów inercyjnych i ich odpowiedzi na różne rodzaje wymuszeń. 3. Dynamika i metody analitycznej identyfikacji dynamiki obiektów liniowych II rzędu, klasyfikacja obiektów II rzędu (przetłumiony, tłumiony krytycznie, niedotłumiony, nietłumiony i niestabilny), obiekty inercyjne II rzędu i oscylacyjne oraz ich odpowiedzi na różne rodzaje wymuszeń. 4. Równanie charakterystyczne obiektu i pierwiastki równania charakterystycznego, stabilność obiektów liniowych różnych rzędów, kryteria stabilności obiektów dynamicznych, całka splotu. 5. Przekształcenie Laplace’a i jego własności, metoda opisu matematycznego dynamiki obiektów fizycznych w przestrzeni Laplace’a, transmitancja operatorowa, zastosowanie transmitancji operatorowej do opisu dynamiki obiektów. 6. Rodzaje elementarnych członów dynamicznych (proporcjonalny, całkujący, inercyjny, różniczkujący, oscylacyjny i opóźniający) i ich interpretacja fizyczna na przykładzie obiektów inżynierii chemicznej, odpowiedzi członów elementarnych na typowe rodzaje wymuszeń; transmitancje obiektów złożonych (połączenia szeregowe, równoległe i w pętli sprzężenia zwrotnego, wyznaczanie analityczne odpowiedzi obiektów złożonych, doświadczalna identyfikacja dynamiki obiektów rzeczywistych. 7. Regulacja automatyczna (struktura układów regulacji, rodzaje regulatorów, prawo regulacji); własności dynamiczne regulatorów z ciągłym sygnałem wyjściowym (typu P, I, D, PI, PD, PID) i nieciągłym sygnałem wyjściowym, prawo regulacji w przestrzeni fizycznej i Laplace’a. 8. Dynamika układów regulacji automatycznej realizowanych przy użyciu regulatorów różnych typów, kryteria jakości regulacji; stabilność i kryteria stabilności układów regulacji automatycznej, wpływ nastaw regulatorów na przebiegi regulacji. Zastosowanie transformaty Laplace’a do opisu dynamiki układów regulacji automatycznej.

Metody oceny:

1. egzamin pisemny 2. dyskusja 3. seminarium

Egzamin:

tak

Literatura:

1. J. Kostro, Elementy, urządzenia i układy automatyki, WSiP. 2. B. Chorowski, M. Werszko, Mechaniczne urządzenia automatyki, WNT. 3. A. Burghardt, G. Bartelmus, Inżynieria reaktorów chemicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN. 4. J. Brzózka, Regulatory i układy automatyki, MIKOM. 5. A. Dębowski, Automatyka – podstawy teorii, WNT, Warszawa, 2008

Witryna www przedmiotu:

-

Uwagi:

Przedmiot jest realizowany w formie wykładu realizowanego w trybie zdalnym (10 wykładów po 3 godz.), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku egzaminu pisemnego, którego terminy są wyznaczane w sesjach egzaminacyjnych: letniej i jesiennej. W letniej sesji egzaminacyjnej wyznaczane są 2 terminy, a w sesji jesiennej - 1 termin egzaminu pisemnego. Po zakończeniu wykładów w semestrze letnim organizowany jest egzamin dodatkowy, nie wliczany do limitu udziału studentów w egzaminach, zwany egzaminem „0”. Do tego egzaminu mogą przystąpić studenci, którzy uczestniczyli w co najmniej 7 wykładach, co zostało potwierdzone własnoręcznymi podpisami na listach wykładowych. Termin egzaminu „0” w danym roku akademickim jest podawany na pierwszym wykładzie. Do egzaminu „0” mogą przystąpić studenci, którzy uprzednio zaliczyli Laboratorium dynamiki procesowej i dotychczas nie uzyskali oceny pozytywnej z wykładu bez wymogu obecności na wykładach w danym roku akademickim. Na egzaminie studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory oraz tablice transformat Laplace’a. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu pisemnego. Ocenę końcową z przedmiotu Dynamika procesowa ustala się na podstawie wyniku punktowego egzaminu pisemnego stosując skalę: < 26 pkt – 2; 26-30 pkt – 3; 31-35 pkt – 3,5; 36-40 pkt – 4; 41-45 pkt – 4,5; 46-50 pkt – 5. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1

Ma wiedzę dotyczącą własności dynamicznych obiektów fizycznych, w tym obiektów inżynierii chemicznej, regulatorów i układów regulacji automatycznej.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG.o, III.P7S_WG, P7U_W

Charakterystyka W2

Ma wiedzę dotyczącą metod matematycznego opisu dynamiki obiektów fizycznych w przestrzeni czasu i przestrzeni Laplace’a.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1

Potrafi opisywać matematycznie zachowania dynamiczne obiektów fizycznych inżynierii chemicznej i układów regulacji automatycznej.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U04, K2_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P6S_UW.o, I.P7S_UO

Charakterystyka U2

Potrafi zaprojektować układ regulacji automatycznej, dobrać odpowiedni regulator do obiektu regulacji i dobrać nastawy regulatora.
Weryfikacja: egzamin pisemny, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U05, K2_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1

Potrafi myśleć i działać samodzielnie oraz rozumie potrzebę dokształcania się.
Weryfikacja: egzamin pisemny, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K01, K2_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK, I.P6S_KO, I.P6S_KR, P6U_K