Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Zapoznanie studenta z podstawowymi problemami i zadaniami związanymi z automatyzacją i robotyzacją procesów technologicznych oraz sposobami ich rozwiązywania. Przyswoić studentom terminologię z tego zakresu wiedzy technicznej.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł obowiązkowy dla studentów specjalności informatyczne systemy diagnostyczne

Materiały dydaktyczne: Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych

Inne: Materiały metodyczne zamieszczane na stronie domowej koordynatora

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Michał Chłędowski	Wykłady z automatyki dla mechaników	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów.	2003
2	W. Greblicki	Podstawy automatyki	Ogicyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.	2006
3	Morecki A	Podstawy robotyki	WNT Warszawa.	1999
4	J. Giergiel, T. Buratowski, K. Kurc	Podstawy robotyki i mechatroniki. Część 1 Wprowadzenie do robotyki	KRiDM AGH Kraków.	2004
5	Giergiel J., Kurc K., Giergiel M.	Mechatroniczne projektowanie robotów inspekcyjnych	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2010

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Michał Chłędowski, Jacek Pieniążek	Podstawy automatyki w ćwiczeniach i zadaniach	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów.	2009
2	A. Wiszniewski (red.)	Podstawy automatyki. Ćwiczenia laboratoryjne	Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.	2000

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Krzysztof Amborski	Teoria sterowania. Podręcznik programowany	Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa.	1987
2	Andrzej Dębowski	Automatyka. Podstawy teorii	Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.	2008

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student zarejestrowany na semestr 5

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość podstawowej wiedzy z matematyki i fizyki a także przedmiotów technicznych (mechaniki, elektrotechniki, elektroniki, mechaniki płynów)

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność samodzielnego uczenia się, przyswajania wiedzy oraz jej uogólniania

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Umiejętność pracy w zespole

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z OEK
01	Student zna rodzaje układów automatyki i podstawową terminologię	wykład, laboratorium	kolokwium, zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_W004+ K_K002+	W02+ K02+
02	Student zna ogólne zasady opisu właściwości członu automatyki przy pomocy równań różniczkowych oraz zna pojęcie transmitancji operatorowej zdefiniowanej z wykorzystaniem przekształcenie Laplace'a	Wykład	kolokwium	K_U009+	U09+
03	Student zna rodzaje charakterystyk wykorzystywanych w teorii regulacji	Wykład, laboratorium	Zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_U009+	U09+
04	Student zna podstawowe człony automatyki. Umie je nazwać, wie, że opisywane są równaniami różniczkowymi oraz transmitancjami przejścia i charakterystykami czasowymi i częstotliwościowymi	Wykład, ćwiczenia laboratoryjne	Kolokwium, zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_K002+	K02+
05	Student zna pojęcie stabilności układu automatycznej regulacji i sposoby jej określania. Zna kryterium stabilności Hurwitza. Zna kryterium Nyquista.	Wykład, ćwiczenia laboratoryjne	Kolokwium, zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_U007+	U08+
06	Student zna podstawowe pojęcia definiujące jakość układów automatycznej regulacji. Student zna rodzaje regulatorów, ich właściwości i charakterystyczne parametry. Zna podstawowe zasady syntezy parametrycznej układu.	Wykład, ćwiczenia laboratoryjne	Kolokwium, zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_U009+	U09+
07	Student ma pojęcie o różnicach charakteryzujących układy liniowe i układy nieliniowe a także układy ciągłe i układy dyskretne	Wykład, laboratorium	Zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_K001+	K01+
08	Posiada podstawową wiedzę z zakresu automatyki i robotyki.	wykład,ćwiczenia tablicowe, laboratorium	kolokwium, zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_W004+ K_U007+ K_U009+	W02+ U08+ U09+
09	Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, posiada umiejętność samokształcenia się i rozumie potrzebę dokształcania się w zakresie automatyki i robotyki.	wykład,ćwiczenia tablicowe, laboratorium	kolokwium, zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych	K_K001+ K_K002+	K01+ K02+

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
5	TK01	Wprowadzenie do zagadnień automatyki: zagadnienia sterowania różnego rodzaju obiektów, cel automatyzacji, środki i sposoby, mechanizacja, automatyzacja, sterowanie, sygnał, przekazywanie informacji, człon automatyki. Przykłady: sterowanie w układzie otwartym, sterowanie w układzie zamkniętym. sprzężenie zwrotne dodatnie i ujemne. Klasyfikacja układów automatycznej regulacji. Konieczność teoretycznego ujęcia zagadnień automatyki. Wzajemne zależności pomiędzy teorią a realizacją i zastosowaniami automatyki.	W01	MEK01
5	TK02	Matematyczny opis członów i układów liniowych automatyki	W02, C01	MEK02
5	TK03	Charakterystyki w automatyce	W03, C02	MEK03
5	TK04	Podstawowe człony automatyki	W04, C03	MEK04
5	TK05	Zasady przekształcania schematów blokowych. Obiekty regulacji	W05, C04	MEK02
5	TK06	Stabilność liniowych układów automatycznej regulacji	W06, C05,C06	MEK05
5	TK07	Jakość układów regulacji	W7, C07	MEK06
5	TK08	Regulatory	W8,C08	MEK06
5	TK09	Zasady syntezy układów regulacji	W9, C09,C10	MEK06
5	TK10	Wybrane problemy układów nieliniowych	W10	MEK07
5	TK11	Wprowadzenie: pojęcia podstawowe i definicje: automat, automatyzacja, manipulator, robot, robotyzacja, podziały i zastosowania. Systemowe ujęcie pracy: automatyzacja obróbki przedmiotu, właściwości sterowania w torze otwartym i sprzężeniem zwrotnym, praca z urządzeniami obsługiwanymi przez roboty.	W11	MEK08 MEK09
5	TK12	Elementy składowe i budowa robotów: podstawowe układy robotów. Klasyfikacja i systematyzacja robotów: na podstawie własności geometrycznych, budowy oraz ze względu na obszar zastosowań.	W12	MEK08 MEK09
5	TK13	Chwytaki: klasyfikacja chwytaków, chwytaki siłowe, ze sztywnymi i elastycznymi końcówkami, podciśnieniowe, magnetyczne, kształtowe, wyposażenie chwytaków. Napędy liniowe. Przekładnie falowe.	W13	MEK08 MEK09
5	TK14	Sensory i ograniczniki ruchu w manipulatorach i robotach. Budowa i zastosowanie robotów klasy: PPP, OPP, OOP, OOO. Warstwy sterowania robotów.	W14	MEK08 MEK09
5	TK15	Roboty przemysłowe oraz ssako, gado i płazo podobne. Materiały inteligentne w robotyce.	W15	MEK08 MEK09
5	TK16	Modelowanie manipulatorów i robotów. Zadanie odwrotne kinematyki. Zadanie odwrotne i proste dynamiki.	C11,C12,C13	MEK08 MEK09
5	TK17	Wyznaczanie przestrzeni roboczych i ich symulacja.	C14,C15	MEK08 MEK09
5	TK18	Elementy układu regulacji Ćw. 1. Układy pomiarowe. Programowalne przetworniki pomiarowe, czujniki pomiarowe (czujnik termoelektryczny, czujnik oporowy), uniwersalny tester automatyka Ćw. 2. Elementy wykonawcze. Siłowniki pneumatyczne i elektryczne, silniki elektryczne – dwufazowy, krokowy, trójfazowy z falownikiem Ćw. 3. Regulatory. Analogowe regulatory ciągłe, cyfrowe regulatory ciągłe, logiczne sterowniki programowalne(PLC), pneumatyczny regulator Ćw. 4. Przykłady rzeczywistych układów sterowania. Układ regulacji poziomu cieczy, prędkości obrotowej, ciągłej regulacji temperatury, układ regulacji nieciągłej i niby-ciągłej.	L01,L02,L03	MEK01
5	TK19	Charakterystyki w automatyce Ćw. 1. Charakterystyki statyczne członów automatyki. Pomiar charakterystyki statycznej siłownika pneumatycznego oraz zaworu hydraulicznego. Określenie analitycznej postaci charakterystyki (aproksymacja metodą współczynników Lagrange’a lub najmniejszych kwadratów). Linearyzacja charakterystyki statycznej Ćw. 2. Charakterystyki skokowe członów automatyki. Zarejestrowanie charakterystyk skokowych trzech termoelementów. Identyfikacja termoelementów jako elementów automatyki (wyznaczenie transmitancji przejścia każdego z termoelementów) Ćw. 3. Charakterystyki częstotliwościowe członów automatyki. Pomiar charakterystyki amplitudowo-fazowej czwórnika elektrycznego. Wyznaczenie modułu oraz logarytmicznych charakterystyk: amplitudowej i fazowej . Próba identyfikacji badanego czwórnika (dokonać identyfikacji lub uzasadnić niemożliwość jej wykonania) Ćw. 4. Identyfikacja obiektu sterowania. Wykonać pomiary obiektu cieplnego potrzebne do określenia jego własności statycznych i dynamicznych. Przeprowadzić identyfikację obiektu na podstawie wykonanych pomiarów.	L04,L05,L06	MEK02
5	TK20	Analiza i synteza układów regulacji Ćw. 1. Programy symulacyjne (program Codas lub MatLab). Wykonać modele matematyczne trzech dowolnie wybranych, podstawowych elementów automatyki (za wyjątkiem proporcjonalnego), zarejestrować charakterystyki skokowe, amplitudowo-fazowe oraz logarytmiczne tych elementów. Ćw. 2. Badanie wpływu sprzężenia zwrotnego na właściwości badanych elementów. Określić wpływ sztywnego sprzężenia zwrotnego na właściwości członu inercyjnego I rzędu i członu całkującego rzeczywistego oraz wpływ sprzężenia izodromowego na właściwości członu różniczkującego rzeczywistego Ćw. 3. Badanie stabilności automatycznej regulacji. Określić analitycznie (stosując kryterium Hurwitza) krytyczny współczynnik wzmocnienia kkr dla zadanego układu automatycznej regulacji. sprawdzić poprawność obliczeń rysując charakterystyki skokowe i amplitudowo-fazowe dla trzech wartości współczynnika wzmocnienia: k < kkr, k = kkr, k > kkr. Dla k < kkr wyznaczyć zapas modułu i zapas fazy z logarytmicznych charakterystyk układu Ćw. 4. Dobór optymalnych nastaw regulatorów w układzie regulacji. Korzystając z wyników ćwiczenia 3.3 narysować charakterystykę skokową układu regulacji dla k = kkr. Określić okres oscylacji Tosc. Stosując metodykę Nicholsa-Zieglera określić optymalne nastawy regulatora P oraz PI. Narysować charakterystyki skokowe dla układu z optymalnymi nastawami regulatorów. Wyznaczyć zapas modułu i fazy dla tych przykładów.	L07,L08,L09,L10	MEK06
5	TK21	Budowa i elementy programowania robota przemysłowego na przykładzie manipulatora FESTO.	L11	MEK08 MEK09
5	TK22	Programowanie robotów przemysłowych w Robot Studio: - programowanie pozycji i ścieżek	L12	MEK08 MEK09
5	TK23	Programowanie robotów przemysłowych w Robot Studio: - przestrzeń robocza manipulatora, wykorzystanie układów współrzędnych globalnego, przedmiotu i użytkownika	L13	MEK08 MEK09
5	TK24	Programowanie robotów przemysłowych w Robot Studio: - podstawy automatycznego generowania ścieżek	L14	MEK08 MEK09
5	TK25	Zrobotyzowane gniazdo produkcyjne: konfiguracja, podstawy programowania	L15	MEK08 MEK09

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 5)	Przygotowanie do ćwiczeń: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)	Przygotowanie do konsultacji: 2.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 5)	Przygotowanie do zaliczenia: 4.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Praca kontrolna
Ćwiczenia/Lektorat	kolokwia zaliczeniowe
Laboratorium	Oceniana jest aktywność studenta na laboratorium, jego wiedza teoretyczna, umiejętność przeprowadzania eksperymentu oraz poprawnie opracowanego sprawozdania
Ocena końcowa	Średnia z ocen cząstkowych. Warunek: każda ocena cząstkowa musi być pozytywna

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: nie