Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Głównym celem kształcenia jest uzyskanie wiedzy i umiejętności w zakresie sterowania układami dynamicznymi w obszarze projektowania i implementacji rozwiązań.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł kształcenia "Teoria Sterowania" obejmuje zagadnienia z zakresu sterowania układów liniowych opisanych w przestrzeni stanu oraz układów dyskretnych.

Materiały dydaktyczne: Instrukcje do laboratorium dostępne on-line podczas zajęć.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Hendzel Z., Gierlak P.	Sterowanie robotów kołowych i manipulacyjnych	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2011
2	Kaczorek T.	Teoria układów regulacji automatycznej	WNT, Warszawa.	1977
3	Ogata K.	Metody przestrzeni stanów w teorii sterowania	WNT, Warszawa.	1974
4	Takahashi Y., Rabins M.J.,Auslander D.M.	Sterowanie i systemy dynamiczne	WNT, Warszawa.	1976

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student zarejestrowany na semestr piąty

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Podstawowa wiedza z mechaniki, obliczeniowych systemów informatycznych, podstaw automatyki.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność opisu i projektowania liniowych układów automatyki, umiejętność stosowania obliczeniowych systemów informatycznych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Rozumienie potrzeby ciągłego dokształcania się.

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	posiada podstawową wiedzę z zakresu podstaw automatyki.	wykład, laboratorium	Obecność, aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.Zaliczenie przedmiotu na podstawie zaliczenia laboratorium.	K_W01++ K_U01++ K_U06++ K_K01++	P6S_KR P6S_UW P6S_WG
02	umie zastosować podstawowe metody analizy i syntezy układów ciągłych i dyskretnych opisanych w przestrzeni stanu.	wykład, laboratorium	aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_W06++ K_U01++	P6S_UW P6S_WG
03	umie zaprojektować, symulować i zaimplementować podstawowe układy sterowania automatycznego obiektami liniowymi ciągłymi i dyskretnymi.	laboratorium	aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_W06++ K_U01++	P6S_UW P6S_WG
04	potrafi pozyskiwać informacje z literatury przedmiotu, posiada umiejętność samokształcenia się, rozumie potrzebę ciągłego i samodzielnego dokształcania się w zakresie tematyki przedmiotu.	wykład, laboratorium	aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_U01++ K_U04+++ K_U05++	P6S_UU P6S_UW

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	Pojęcie przestrzeni stanów, modele matematyczne, formalizm matematyczny Newtona, Lagrange’a, układy liniowe ciągłe, opis w przestrzeni stanów.	W01,W02	MEK01 MEK02 MEK04
5	TK02	Rozwiązania równań stanu liniowych modeli stacjonarnych.	W03,W04	MEK01 MEK02
5	TK03	Właściwości dynamicznych modułu napędowego mobilnego robota Pioneer-2DX	W05,W06	MEK01 MEK02
5	TK04	WŁAŚCIWOŚCI SYSTEMÓW DYNAMICZNYCH : stabilność Lapunova	W07,W08	MEK01 MEK02
5	TK05	Badanie stabilności układów dynamicznych, stan równowagi układów liniowych i nieliniowych, bezpośrednia metoda Lapunowa	W09,W10	MEK01 MEK02
5	TK06	Metody wyboru funkcji Lapunowa, Metoda Krasowskiego	W11,W12	MEK01 MEK02
5	TK07	Sterowalność i obserwowalność układów dynamicznych.	W13,W14	MEK01 MEK02
5	TK08	Metody przestrzeni stanów syntezy układów liniowych stacjonarnych, synteza układów o zadanych z góry wartościach własnych przy dostępnym wektorze stanu.	W15,W16	MEK01 MEK02
5	TK09	Obserwatory stanu i ich zastosowanie do syntezy liniowych układów stacjonarnych.	W17,W18	MEK01 MEK02
5	TK10	Sterowanie optymalne układu liniowego przy kwadratowym wskaźniku jakośći	W19,W20	MEK01 MEK02
5	TK11	sterowanie cyfrowe,układy liniowe dyskretne (impulsowe)	W21,W22	MEK01 MEK02
5	TK12	Przekształcenie Z – definicja i właściwości, transmitancja dyskretna	W23,W24	MEK01 MEK02
5	TK13	Metoda operatorowa przekształcenia Z rozwiązywania układu równań różnicowych liniowych	W25,W26	MEK01 MEK02
5	TK14	Badanie stabilności układów dyskretnych.	W27,W28	MEK01 MEK02
5	TK15	Synteza sterowania liniowymi układami dyskretnymi	W29,W30	MEK01 MEK02
5	TK16	Modelowanie układów dynamicznych w przestrzeni stanów.	L01,L02	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04
5	TK17	Badanie charakterystyk dynamicznych układów liniowych, symulacja w Simulink-u i Maple-u.	L03,L04	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK18	Rozwiązywanie równania stanu metodą przekształcenia odwrotnego Laplace’a przy zastosowaniu procesora symbolicznego	L05,L06	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK19	Szybkie prototypowanie własności dynamicznych modułu napędowego mobilnego robota Pionier 2-DX	L07,L10	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK20	Badanie stabilności układów dynamicznych, numeryczna analiza stabilności pakietem Maple.	L11,L14	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK21	Synteza i symulacja układów sterowania o zadanych z góry wartościach własnych przy dostępnym wektorze stanu.	L15 L18	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK22	Synteza obserwatora dla modułu napędowego mobilnego robota Pionier 2-DX	L19,L20	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK23	Problem liniowo kwadratowy.	L21,L22	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK24	Dyskretyzacja funkcji w czasie, symulacja układu dyskretnego opisanego w przestrzeni stanów	L23,L24	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK25	Przekształcenie Z, wyznaczanie transformat, oryginałów, transmitancja dyskretna	L25,L26	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK26	Opis układu dyskretnego w przestrzeni stanu	L27,L28	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK27	Zaliczenie laboratorium.	L29,L30	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04

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: 10.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 15.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 7.50 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)		Udział w konsultacjach: 10.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 5)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Brak oceny
Laboratorium	Ocena z zajęć laboratoryjnych jest obliczana na podstawie średniej ocen z aktywności na zajęciach oraz sprawozdań.
Ocena końcowa	Przedmiot zalicza się na podstawie pozytywnej oceny z odbytych laboratoriów

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 : Własne notatki

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	Z. Hendzel; M. Kołodziej	Parametric Identification of the Mathematical Model of a Mobile Robot with Mecanum Wheels	2023
2	Z. Hendzel; M. Kołodziej	Neural Dynamic Programming with Application to Wheeled Mobile Robot	2022
3	Z. Hendzel; P. Penar	Experimental Verification of the Differential Games and H∞ Theory in Tracking Control of a Wheeled Mobile Robot	2022
4	Z. Hendzel; J. Wiech	Robotic Swarm Shape Control Based on Virtual Viscoelastic Chain	2021
5	Z. Hendzel; M. Kołodziej	Robust Tracking Control of Omni-Mecanum Wheeled Robot	2021
6	Z. Hendzel; P. Penar	Biologically Inspired Neural Behavioral Control of the Wheeled Mobile Robot	2021
7	Z. Hendzel; P. Penar	Experimental verification of H∞ control with examples of the movement of a wheeled robot	2021
8	Z. Hendzel	A Description of the Motion of a Mobile Robot with Mecanum Wheels – Dynamics	2020
9	Z. Hendzel	A Description of the Motion of a Mobile Robot with Mecanum Wheels – Kinematics	2020
10	Z. Hendzel; P. Penar	Optimal Control of a Wheeled Robot	2020
11	Z. Hendzel	Hamilton-Jacobi inequality robust neural network control of a mobile wheeled robot	2019
12	Z. Hendzel; J. Wiech	Overhead Vision System for Testing Swarms and Groups of Wheeled Robots	2019
13	Z. Hendzel; J. Wiech	Robotic Swarm Self-Organisation Control	2019
14	Z. Hendzel; P. Penar	Zero-Sum Differential Game in Wheeled Mobile Robot Control	2019