Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: przekazanie podstawowych kompetencji dotyczących projektowania: 1) regulatorów ze sprzężeniem od stanu, 2) obserwatorów wewnętrznych zmiennych obiektów, 3) regulatorów liniowo-kwadratowych i minimalno-czasowych, 4) identyfikacji modeli rekurencyjną metodą najmniejszych kwadratów.

Ogólne informacje o zajęciach: moduł jest prowadzony na drugim semestrze studiów magisterskich na kierunku automatyka i robotyka; dostarcza wiedzy dotyczącej projektowania regulatorów i obserwatorów metodami przestrzeni stanów, sterowania optymalnego oraz identyfikacji rekurencyjnej, z naciskiem na przykłady i zastosowania.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	M. Wysocki	Sterowanie wielowymiarowe	OW PRz.	2004
2	L. Trybus	Automatyka i sterowanie	www.kia.prz.edu.pl.	2017
3		Pomoc i dokumentacja oprogramowania Matlab	MathWorks.	2018

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	M. Wysocki	Sterowanie wielowymiarowe	OW PRz.	2004
2	L. Trybus	Automatyka i sterowanie	www.kia.prz.edu.pl.	2017
3		Pomoc i dokumentacja oprogramowania Matlab	MathWorks.	2018
4		Dokumentacje techniczne środowiska CPDev	KIA PRz.	2018

Literatura do samodzielnego studiowania

1	H. Górecki	Optymalizacja i sterowanie systemów dynamicznych	Wyd. AGH.	2006
2	R. Dorf, R. Bishop	Modern Control Systems	Prentice Hall (10th ed.).	2005
3	G.F. Franklin i in.	Feedback Control of Dynamic Systems	Addison Wesley (3rd ed.).	1994

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: rejestracja na drugi semestr studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: zaliczone moduły: Automatyka i sterowanie oraz Rozproszone systemy automatyki lub równoważne

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: korzystanie z pakietu Matlab/Simulink oraz zasad stosowania środowisk projektowania inżynierskiego

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: zdolność do współpracy w niewielkim 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 PRK
01	Potrafi projektować regulator Ackermanna dla sterowania skalarnego ze sprzężeniem od stanu oraz podać reprezentatywne przykłady zastosowań.	wykład, ćwiczenia	zaliczenie, egzamin	K_W01++ K_W02++ K_U01++ K_U02+ K_U11+	P7S_UW P7S_WG
02	Wie jak sformułować problem syntezy obserwatora dla niemierzalnych zmiennych stanu. Potrafi przedstawić tok projektowania sprzężenia zwrotnego z regulatorem i obserwatorem. Zna typowe przykłady.	wykład, ćwiczenia	zaliczenie, egzamin	K_W01+ K_W02+++ K_U01++ K_K01+	P7S_KK P7S_UW P7S_WG
03	Orientuje się w przeznaczeniu i technice zastosowania sterowania liniowo-kwadratowego i minimalno-czasowego. Rozumie związek linii pierwiastkowych z wagą we wskaźniku jakości.	wykład, ćwiczenia	zaliczenie, egzamin	K_W02++ K_U01++ K_U11++ K_K01+	P7S_KK P7S_UW P7S_WG
04	Potrafi zastosować rekurencyjną metodę najmniejszych kwadratów do identyfikacji modelu dyskretnego i dokonać konwersji na model ciągły. Zna zasady programowania operacji macierzowych w języku ST.	wykład, ćwiczenia	zaliczenie, egzamin	K_W01+ K_W03++ K_U01+ K_U04++	P7S_UW P7S_WG
05	Wykorzystuje metody syntezy bezpośredniej oraz IMC (Internal Model Control) do projektowania układów regulacji, w szczególności do wyznaczania nastaw PID. Zna reprezentatywne przykłady.	wykład, ćwiczenia	zaliczenie, egzamin	K_W01++ K_W02+++ K_U02+ K_U11++	P7S_UW P7S_WG

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
2	TK01	Modele w przestrzeni stanów a transmitancje. Stabilność. Sterowalność i obserwowalność. Regulator Ackermanna ze sprzężeniem od stanu lokalizujący bieguny. Regulator z akcją całkującą. Skrypty Matlab. Przykłady: kaskada zbiorników, automatyczny system testujący, zadanie nawigacji.	W01-W03, C01-C03	MEK01
2	TK02	Synteza obserwatora stanu. Obserwator dla wymuszeń/zakłóceń periodycznych. Określenie częstotliwości zakłóceń. Układ sterowania z regulatorem i obserwatorem. Przykłady: kaskada zbiorników, układ z regulatorem i obserwatorem dla wahadła odwróconego na wózku.	W04-W06, C04-C06	MEK02
2	TK03	Optymalizacyjny problem liniowo-kwadratowy. Równanie Riccatiego. Symetryczne linie pierwiastkowe dla równania Kalmana. Dobór wagi we wskaźniku jakości. Skrypty Matlab. Przykład: napęd taśmowy. Zasada maksimum. Przykłady: serwomechanizmy 1- i 2-parametrowe.	W07-W09, C07-C09	MEK03
2	TK04	Ciągłe a dyskretne modele SISO. Identyfikacja modeli dyskretnych rekurencyjną metodą najmniejszych kwadratów. Aproksymacyjna konwersja transmitancji dyskretnej na ciągłą. Dyskretny regulator PID. Tablice i struktury w języku ST. Implementacje algorytmów sterowania w ST.	W10-W12, C10-C12	MEK04
2	TK05	Metody syntezy bezpośredniej oraz IMC (Internal Model Control) w projektowaniu układów regulacji. Przekształcenie modelu IMC do standardowej struktury z regulatorem PID. Przykłady doboru nastaw dla obiektów stabilnych i niestabilnych.	W13-W14, C13-C14	MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 8.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 2)	Przygotowanie do ćwiczeń: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)		Udział w konsultacjach: 15.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 2)	Przygotowanie do egzaminu: 10.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Egzamin pisemny (Matlab)
Ćwiczenia/Lektorat	Obserwacja wykonawstwa, sprawdzian pisemny
Ocena końcowa	2/3 egzamin + 1/3 ćwiczenia

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

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

Dostępne materiały : tabele z podstawowymi wzorami

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	A. Bożek; D. Rzońca	Communication Time Optimization of Register-Based Data Transfer	2023
2	A. Bożek; Z. Świder; L. Trybus	Consistent Design of PID Controllers for Time-Delay Plants	2023
3	A. Stec; Z. Świder; L. Trybus	Consistent design of PID controllers for an autopilot	2023
4	A. Stec; Z. Świder; L. Trybus	Jednolite projektowanie regulatorów kursu i ścieżki dla autopilota statku	2023
5	A. Bożek	Discovering Stick-Slip-Resistant Servo Control Algorithm Using Genetic Programming	2022
6	A. Bożek; L. Trybus	Krok dyskretyzacji i nastawy PID w dyskretnym serwomechanizmie napięciowym	2022
7	A. Bożek; L. Trybus	Tuning PID and PI-PI servo controllers by multiple pole placement	2022
8	A. Bożek; T. Rak; D. Rzońca	Timed Colored Petri Net-Based Event Generators for Web Systems Simulation	2022
9	A. Bożek	Energy Cost-Efficient Task Positioning in Manufacturing Systems	2020
10	A. Bożek; L. Trybus	On Feasibility of Tuning and Testing Control Loops by Nonstandard Inputs	2020
11	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Implementacja środowiska inżynierskiego na przykładzie pakietu CPDev	2020
12	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Ship Autopilot Software – A Case Study	2020
13	L. Trybus	Górecki Henryk, Optimization and Control of Dynamic Systems — Foundations, Main Developments, Examples and Challenges, Springer Int. Publ. (2018), ISBN: 978-3-319-62645-1	2020
14	L. Trybus	Wybrane zagadnienia automatyki i robotyki	2020
15	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Aneks 5 z dnia 25.04.2019 do Umowy nr NE/01/2012 o współpracy nad rozwojem oprogramowania zawartej w dniu 28.02.2012 ( do umowy licencyjnej na CPDev z Praxis)	2019
16	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Agreement no. NR-644-5/2019 on cooperation in software development, concluded on December 3, 2019	2019
17	D. Rzońca; J. Sadolewski; A. Stec; Z. Świder; B. Trybus; L. Trybus	Developing a Multiplatform Control Environment	2019