Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Sterowanie nieliniowymi układami mechanicznymi
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Elżbieta Jarzębowska
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechanika i Projektowanie Maszyn
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
ML.NS752
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Liczba godzin kontaktowych - 50, w tym: a) wykład - 30 godz., b) laboratoria - 15 godz., c) konsultacje - 5 godz., 2. Praca własna - 20 godz, praca nad projektami domowymi.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych - 50, w tym: a) wykład - 30 godz., b) laboratoria - 15 godz., c) konsultacje - 5 godz.,
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,5 punktu ECTS - 40 godzin, w tym: a) praca nad projektami domowymi - 20 godz., b) laboratoria - 15 godz., c) konsultacje - 5 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawy inżynierskich obliczeń numerycznych, np. w środowisku Matlab. Podstawy mechaniki ogólnej (kurs mechaniki I i mechaniki II prowadzony na MEiL).
Limit liczby studentów:
150
Cel przedmiotu:
1.Przekazanie porcji wiedzy z zakresu współczesnych metod i strategii sterowania układami mechanicznymi, których modele są nieliniowe. Zakres przewidzianej porcji wiedzy obejmuje metody sterowania modelami układłów holonomicznych i nieholonomicznych, na poziomie kinematyki i dynamiki. 2.Pokazanie, poprzez strukturę wykładu i dobór przykładów, zakresu zastosowań różnych metod i strategii sterowania zależnie od modelu układu nieliniowego. 3.Pokazanie słuchaczom i nauczenie ich "podejścia" do projektowania algorytmów sterowania, które będą mogli wykorzystać w swojej pracy zawodowej i/lub naukowej.
Treści kształcenia:
Rodzaje zadań sterowania i etapy projektowania sterowania nieliniowego. Podstawowe pojęcia, definicje, twierdzenia i techniki transformacyjne nieliniowej teorii sterowania (NTS). Klasyfikacja strategii i algorytmów sterowania nieliniowego. Kinematyczne modele sterowania. Dynamiczne modele sterowania dla układów sterowanych i typu „underactuated”. Strategie i algorytmy sterowania dla modeli nieliniowych holonomicznych i nieholonomicznych - przegląd i przykłady.
Metody oceny:
Przedmiot zaliczają zadania domowe i projekt końcowy. Ocena oparta jest o kryteria jakości wykonania modelu, wyboru i sposobu implementacji numerycznej algorytmu, testowania modelu i jakości sterowania i prezentacji wyników.
Egzamin:
nie
Literatura:
1.Bloch, A.M. 2003. Nonholonomic mechanics and control, New York: Springer-Verlag. 2.Gutowski, R. 1971. Analytical mechanics, Warsaw: PWN (in Polish) lub Mechanika analityczna. 3.Jarz?bowska, E. Mechanika analitczna, skrypt PW, oficyna wydawnicza PW, 2003. 4. Kane, T.R. and D. L. Levinson. 1996. The Use of Kane�s Dynamical Equations in Robotics. Int. J. Robot. Res. 2(3):3-21. 5. Kwatny, H.G. and G.L. Blankenship. 2000. Nonlinear control and analytical mechanics, a computational approach. Boston: Birkhauser. 6.Lewis, F.L., C. T. Abdallah and D. M. Dawson. 1996. Control of robot manipulators. New York: Macmillan Publ. Comp. 7.Murray, R.M., Z.X. Li, and S.S. Sastry. 1994. A mathematical introduction to robotic manipulation. Boca Raton, Florida: CRC Press. 8.Pars, L.A. 1965. Treatise of analytical dynamics. London: W. Heinemann, Ltd. 9.Spong, M.W. and M. Vidyasagar. 1989. Robot control and dynamics. New York: Wiley.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ML.NS752_W1
Zdobycie wiedzy z zakresu podstawowych pojęć, definicji i twierdzeń używanych w NIELINIOWEJ TEORII STEROWANIA (NTS).
Weryfikacja: Rozwiązywanie przykładowych zadań w trakcie zajęć z wykładowcą.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS752_W2
Zdobycie wiedzy na temat klasyfikacji modeli nieliniowych w sterowaniu, budowy takich modeli i metod ich linearyzacji. Poznanie podstawowych różnic i konsekwencji klasyfikacji nieliniowych modeli sterowania.
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 1 polegającego na budowie kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania wybranego układu mechanicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS752_W3
Zdobycie wiedzy z zakresu stosowanych obecnie tradycyjnych i tzw. zaawansowanych algorytmów sterowania.
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 2 polegającego na budowie algorytmu sterowania dla zbudowanego w projekcie 1 kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01, MiBM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ML.NS752_U1
Umiejętności określenia różnic pomiędzy metodami sterowania ruchem modeli układów liniowych i nieliniowych.
Weryfikacja: Rozwiązywanie przykładowych zadań w trakcie zajęć z wykładowcą.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS752_U2
Umiejętność zbadania sterowalności modelu nieliniowego.
Weryfikacja: Rozwiązanie części projektu domowego nr 1 polegającego na budowie algorytmu sterowania dla zbudowanego w projekcie 1 kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS752_U3
Umiejętność zbudowania kinematycznego i/lub dynamicznego modelu sterowania dla danego układu mechanicznego.
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 1 polegającego na budowie kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania wybranego układu mechanicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS752_U4
Umiejętność zaprojektowania i doboru algorytmów sterowania do rozwiązywania praktycznych zadań sterowania i wykorzystania środowiska MatLab.
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 2 polegającego na budowie algorytmu sterowania dla zbudowanego w projekcie 1 kinematycznego i dynamicznego modelu sterowania.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka ML.NS752_K1
Umiejętność samodzielnego studiowania i wybierania wiedzy z zakresu NTS potrzebnej w dalszej nauce lub pracy.
Weryfikacja: Rozwiązanie projektu domowego nr 1 i 2.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MBiM2_K06
Powiązane charakterystyki obszarowe: