- Nazwa przedmiotu:
- Zagadnienia cyfrowego sterowania i przetwarzania sygnałów
- Koordynator przedmiotu:
- Dr hab. inż. Bartłomiej Ufnalski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inżynieria Pojazdów Elektrycznych i Hybrydowych
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- -
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2021/2022
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych/ 30 godzin, w tym:
a) 30 godz. - wykład;
b) 0 godz. - laboratorium;
c) 0 godz. - konsultacje;
2) Praca własna studenta/ 30 godzin, w tym:
a) 15 godz. – bieżące przygotowywanie się studenta do wykładu (samodzielna praca nad zagadnieniami wskazanymi przez prowadzącego);
b) 15 godz. – przygotowywanie się studenta do dwóch testów;
3) RAZEM – 60 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punktów ECTS – liczba godzin kontaktowych - 30, w tym:
a) 26 godz.- wykład połączony z zadaniami rozwiązywanymi wspólnie podczas zajęć w MATLAB/Simulink;
b) 4 godz. – zadania testowe na ocenę;
- 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:
- wiedza z matematyki, automatyki i modelowania układów dynamicznych
- Limit liczby studentów:
- Zgodnie z Rozporządzeniem Rektora PW
- Cel przedmiotu:
- Wiedza: Poznanie zagadnień cyfrowego sterowania i przetwarzania sygnałów.
Umiejętności: Umiejętność opracowania kodu dyskretnego układu regulacji z regulatorem PID oraz cyfrowymi filtrami kondycjonującymi sygnały pomiarowe
- Treści kształcenia:
- Wykład.
Definicja pochodnej funkcji po czasie
Dlaczego w matematycznym opisie układów dynamicznych pojawia się pochodna po czasie – na przykładzie wybranych wielkości elektrycznych i mechanicznych
Czym jest całkowanie w dziedzinie czasu i dlaczego pojawia się przy opisie związków pomiędzy wielkościami fizycznymi
Opis podstawowych członów dynamicznych w dziedzinie ciągłej
Regulator PID w dziedzinie ciągłej
Jak działa mikrokontroler i dlaczego nie da się w nim zaimplementować bezpośrednio zależności dynamicznym zapisanych w dziedzinie ciągłej
Przybliżony opis na podstawie ilorazu różnicowego występującego w definicji pochodnej
Co robi solver np. Simulinkowy i na co należy zwrócić uwagę dobierając jego nastawy – dyskretyzacja ze zbyt dużym krokiem a niestabilność modelu
Trzy podstawowe schematy dyskretyzacji
Dyskretyzacja regulatora PID oraz członu inercyjnego
Zagadnienie dokładności reprezentacji liczb – jak implementować człon dwuinercyjny: iloczyn członów jednoinercyjnych czy może inaczej
Stabilność a koło jednostkowe
Zamknięty układ regulacji z regulatorem cyfrowym – jak połączyć ze sobą świat dziedziny ciągłej (obiekt regulacji) ze światem dziedziny dyskretnej (regulator cyfrowy)
Szacowanie opóźnień w układach regulacji cyfrowej
Filtr antyaliasingowy
Metody projektowania filtrów w MATLABie
Bonus dla zainteresowanych: Filtrowanie przyczynowe i nieprzyczynowe - jak uzyskać zerowe przesunięcie fazowe
- Metody oceny:
- Dwa testy zamknięte pisane online (wymagane konto w domenie @pw.edu.pl dające dostęp do Office 365). Oba testy odbędą się w sali pod nadzorem prowadzącego. Nie będzie możliwości przystąpienia do nich zdalnie. Pierwszy będzie miał miejsce w połowie zajęć, drugi - na koniec. Aby zaliczyć należy uzyskać wynik średni nie mniejszy niż 50%. Udzielenie niektórych odpowiedzi będzie wymagało umiejętnego skorzystania z omówionych wcześniej przykładów opracowanych w środowisku MATLAB/Simulink
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Digital Control Systems https://nptel.ac.in/courses/108103008/
https://www.mathworks.com/academia/courseware/control-tutorials.html
https://www.youtube.com/user/ControlLectures
https://www.youtube.com/watch?v=vVFDm__CdQw&list=PLC977DC7BB9CB619E
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka K_W01
- Ma wiedzę o sposobach opisu dynamiki układów elektrycznych i mechanicznych.
Weryfikacja: Test jednokrotnego wyboru.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W02
- Ma wiedzę o projektowaniu podstawowych filtrów cyfrowych.
Weryfikacja: Test jednokrotnego wyboru.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W03
- Zna zasadę działania zamkniętego układu regulacji z podstawowym regulatorem cyfrowym typu PID.
Weryfikacja: Test jednokrotnego wyboru.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
- Charakterystyka K_W04
- Zna podstawowe funkcje MATLABa wspierające proces projektowania filtrów cyfrowych oraz dobierania nastaw regulatora PID.
Weryfikacja: Test jednokrotnego wyboru.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_W14
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka K_U01
- Potrafi pozyskiwać dodatkowe informacje z literatury, innych źródeł, integrować informacje, dokonywać ich interpretacji i wyciągać wnioski.
Weryfikacja: Test jednokrotnego wyboru.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW