Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Control theory fundamentals
Tok studiów:
2013/2014
Kod:
RMS-1-302-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mechatronics with English as instruction languagege
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Kowal Janusz (jkowal@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
Kot Andrzej (ankot@agh.edu.pl)
dr inż. Grzybek Dariusz (dariusz.grzybek@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Cupiał Piotr (pcupial@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 The student has knowledge in: -the use of the Laplace transform method, -the modelling of dynamic systems (mechanical, electrical and electromechanical), -block diagrams and their transformations, -the properties of time and frequency characteristics, -stability analysis of linear systems, -analysis and synthesis of regulators and their applications MS1A_W09 Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach
M_W002 The student has the necessary knowledge that enables him/her to carry out the analysis and synthesis of a linear control system. MS1A_W09 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 The student is capable of: -evaluating the performance of a feedback control system, -carrying out the synthesis of a control system and select parameters of regulators, -evaluating the static and dynamic quality of a control system. MS1A_U10, MS1A_U11 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 He/she is able to apply the Matlab/Simulink environment to the simulation of automatic control systems. MS1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 The student acquires the necessary oral and written language skills that enable him/her to understand and communicate basic automatic control terminology. MS1A_U05 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Sprawozdanie
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Inne
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
E-learning
Wiedza
M_W001 The student has knowledge in: -the use of the Laplace transform method, -the modelling of dynamic systems (mechanical, electrical and electromechanical), -block diagrams and their transformations, -the properties of time and frequency characteristics, -stability analysis of linear systems, -analysis and synthesis of regulators and their applications + + - - - - - - - - -
M_W002 The student has the necessary knowledge that enables him/her to carry out the analysis and synthesis of a linear control system. + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 The student is capable of: -evaluating the performance of a feedback control system, -carrying out the synthesis of a control system and select parameters of regulators, -evaluating the static and dynamic quality of a control system. + + + - - - - - - - -
M_U002 He/she is able to apply the Matlab/Simulink environment to the simulation of automatic control systems. - - + - - - - - - - -
M_U003 The student acquires the necessary oral and written language skills that enable him/her to understand and communicate basic automatic control terminology. + + + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Introduction to automatic control. Classification of control systems.
2. Mathematical models of mechanical, electrical and electromechanical dynamic systems.
3. Static and dynamic linearization.
4. Input/output equations. The Laplace transform. The tranfer function.
5. State-space description of plants – state and output equations. State-space models of dynamical systems.
6. The block diagrams of automatic control systems. Block diagram transformations. Signal-flow graphs and Mason’s rule.
7. Time- and frequency characteristics of basic control links.
8. Lyapunov stability of dynamic systems. Stability criteria for linear systems: the Hurwitz and the Nyquist stability criterion. Gain and phase margin.
9. Control systems, their tasks and structure. The evaluation of the quality of control; static accuracy and static error.
10. Basic control algorithms: P, I, PI, PD and PID.
11. Introduction to digital control. The Z-transform. Basic digital-control algorithms.
12. A case study of a mechatronic control system.

Ćwiczenia audytoryjne:

1. The Laplace transforms and their properties; calculation of the inverse Laplace transform by the partial-fraction method.
2. The solution of simple differential equations by operational method.
3. The governing equations of mechanical, electrical and electromechanical dynamical systems.
4. The determination opf the transfer functions of SISO and MIMO systems.
5. Examples of the state-space equations.
6. The properties of block diagrams and their reduction. Examples of signal-flow graphs and the application of Mason’s rule.
7. Examples of the determination of the time and frequency characteristics.
8. Application of the Hurwitz criterion to the study of the stability of linear systems.
9. The Nyquist stability criterion for feedback control systems.
10. Static accuracy and the calculation of the static error.
11. The calculation of the response of regulators and the analysis of their properties.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Introduction to Matlab and Simulink.
2. Solving differential equations in Matlab and Simulink.
3. The modelling of a DC motor and the determination of its dynamic characteristics.
4. State-space models of dynamical systems.
5. Basic structures of linear controllers.
6. Parametric synthesis of controllers.
7. Stability analysis of a feedback control system.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 183 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 50 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 30 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 8 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

The final grade is calculated as a weighted average of the marks of the exam (E),
classes (Cl) and laboratory (L), and is calculated using the formula:
Final grade=05*[E] + 0.3*[Cl] + 0.2*[L].

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Positive final grade from the subject Mathematics.
Good knowledge of the contents of subjects: Physics and Mechanics.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. G.F. Franklin, J.D. Powell, E. Emami-Naeini “Feedback control of dynamic systems”, Prentice Hall, New York, 2006.
2. K. Ogata “Modern control engineering”, Prentice Hall, New York, 1997.
3. R.H. Cannon “Dynamics of physical systems”, Mc-Graw Hill, 1967 (available in Polish as: R.H. Cannon “Dynamika układów fizycznych”, WNT, Warszawa, 1973).
4. J. Kowal “Podstawy automatyki”, v.1 and 2, UWND, Kraków, 2006, 2007 (in Polish).
5. W. Pełczewski “Teoria sterowania”, WNT, Warszawa, 1980 (in Polish).

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak