Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Automatyka i sterowanie w OZE
Tok studiów:
2015/2016
Kod:
BEZ-1-412-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ekologiczne Źródła Energii
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Gibiec Mariusz (mgi@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Gibiec Mariusz (mgi@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 Zna pojęcia związane z układami regulacji w zakresie instalacji oraz urządzeń wykorzystujących ekologiczne i odnawialne źródła energii tj: występujące sygnały, obiekty, regulatory. EZ1A_W11 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Zna własności układów regulacji bez i z opóźnieniem: uchyb statyczny, przeregulowanie, czas regulacji, pojęcia stabilności i zapasów stabilności, opóźnienia krytycznego itd. EZ1A_W16, EZ1A_W17 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Zna podstawy syntezy parametrycznej regulatorów bez i z opóźnieniem. Zna metody doboru nastaw regulatorów: Zieglera-Nicholsa, stabilności aperiodycznej, kryterium amplitudy rezonansowej, dominujących stałych czasowych, mgp itp. Zna metody aproksymacji obiektów wyższego rzędu za pomocą modeli zawierających opóźnienie. EZ1A_W16, EZ1A_W17 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W004 Zna pojęcia związane z układami nieliniowymi: charakterystyki podstawowych członów nieliniowych, zasady przekształcania schematów blokowych. Zna podstawy analizy i syntezy układów nieliniowych. Zna sposoby projektowania wielowymiarowych układów sterowania w oparciu o model w przestrzeni stanów EZ1A_W16, EZ1A_W17 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W005 Student zna metody dyskretyzacji pozwalajace dokonać konwersji układów ciągłych na dyskretne. Student zna podstawy teoretyczne syntezy regulatorów dyskretnych EZ1A_W16, EZ1A_W17 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W006 Zna sposoby projektowania odpornych i adaptacyjnych układów sterowania Zna sposoby projektowania układów sterowania ze sterownikami bazującymi na sztucznej inteligencji EZ1A_W16, EZ1A_W17 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Potrafi przeprowadzić analizę i syntezę parametryczną zadanego układu regulacji. Potrafi dobrać odpowiedni typ regulatora i jego nastawy aby zrealizować postawiony cel automatycznej regulacji w instalacji wykorzystujacej OZE EZ1A_U12, EZ1A_U03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Potrafi wyznaczyć i zinterpretować charakterystyki statyczne i dynamiczne układu wykorzystującego OZE. Potrafi ocenić stabilność układu i skorygować zadany układ wprowadzając odpowiedni regulator. EZ1A_U11, EZ1A_U12, EZ1A_U03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi zaprojektować i zrealizować dyskretny układ regulacji. Student potrafi przeprowadzić analizę i syntezę regulatorów dyskretnych. EZ1A_U17, EZ1A_U12, EZ1A_U03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Potrafi dokonać wyboru najlepszego układu sterowania dla analizowanej instalacji lub urzadzenia wykorzystującego OZE. Potrafi przeprowadzić syntezę dobranego układu sterowania wykorzystujac metody klasyczne oraz techniki sztucznej inteligencji. Potrafi dobrać i zaprogramować sterownik typu PLC EZ1A_U17, EZ1A_U12, EZ1A_U03 Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi realizować i opracowywać powierzone mu zadania, samodzielnie lub w zespołach, biorąc pod uwagę także aspekty pozatechniczne. Rozumie potrzebę dokształcania, systematyczności i dokładności podczas pracy oraz konieczność zachowania poufności. EZ1A_K01, EZ1A_K03, EZ1A_K07 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Zna pojęcia związane z układami regulacji w zakresie instalacji oraz urządzeń wykorzystujących ekologiczne i odnawialne źródła energii tj: występujące sygnały, obiekty, regulatory. + - + - - - - - - - -
M_W002 Zna własności układów regulacji bez i z opóźnieniem: uchyb statyczny, przeregulowanie, czas regulacji, pojęcia stabilności i zapasów stabilności, opóźnienia krytycznego itd. + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna podstawy syntezy parametrycznej regulatorów bez i z opóźnieniem. Zna metody doboru nastaw regulatorów: Zieglera-Nicholsa, stabilności aperiodycznej, kryterium amplitudy rezonansowej, dominujących stałych czasowych, mgp itp. Zna metody aproksymacji obiektów wyższego rzędu za pomocą modeli zawierających opóźnienie. + - + - - - - - - - -
M_W004 Zna pojęcia związane z układami nieliniowymi: charakterystyki podstawowych członów nieliniowych, zasady przekształcania schematów blokowych. Zna podstawy analizy i syntezy układów nieliniowych. Zna sposoby projektowania wielowymiarowych układów sterowania w oparciu o model w przestrzeni stanów + - + - - - - - - - -
M_W005 Student zna metody dyskretyzacji pozwalajace dokonać konwersji układów ciągłych na dyskretne. Student zna podstawy teoretyczne syntezy regulatorów dyskretnych + - + - - - - - - - -
M_W006 Zna sposoby projektowania odpornych i adaptacyjnych układów sterowania Zna sposoby projektowania układów sterowania ze sterownikami bazującymi na sztucznej inteligencji + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi przeprowadzić analizę i syntezę parametryczną zadanego układu regulacji. Potrafi dobrać odpowiedni typ regulatora i jego nastawy aby zrealizować postawiony cel automatycznej regulacji w instalacji wykorzystujacej OZE - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wyznaczyć i zinterpretować charakterystyki statyczne i dynamiczne układu wykorzystującego OZE. Potrafi ocenić stabilność układu i skorygować zadany układ wprowadzając odpowiedni regulator. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi zaprojektować i zrealizować dyskretny układ regulacji. Student potrafi przeprowadzić analizę i syntezę regulatorów dyskretnych. - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi dokonać wyboru najlepszego układu sterowania dla analizowanej instalacji lub urzadzenia wykorzystującego OZE. Potrafi przeprowadzić syntezę dobranego układu sterowania wykorzystujac metody klasyczne oraz techniki sztucznej inteligencji. Potrafi dobrać i zaprogramować sterownik typu PLC - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi realizować i opracowywać powierzone mu zadania, samodzielnie lub w zespołach, biorąc pod uwagę także aspekty pozatechniczne. Rozumie potrzebę dokształcania, systematyczności i dokładności podczas pracy oraz konieczność zachowania poufności. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Wykład

Podstawowe pojęcia związane z teorią sterowania
Zapas stabilności układów regulacji
Zasady budowy linii pierwiastkowych (przykłady)
Własności eksploatacyjne układów regulacji
Regulatory liniowe P, PI, PD, PID
Podstawy syntezy parametrycznej regulatorów
Metoda Z-N, kryterium S.A. i MGP
Projektowanie regulatorów w dziedzinie
częstotliwości. Optymalna i parametryczna synteza regulatorów. Etapy projektowania układów cyfrowych. Układy sterowania binarnego. Modele dyskretne
obiektów ciągłych. Struktury układów regulacji cyfrowej. Podstawowe algorytmy regulacji cyfrowej: algorytm
pozycyjny PID, algorytm prędkościowy PID. Dobór parametrów algorytmów regulacji cyfrowej. Układy kompensacji cyfrowej, algorytm kompensacji automatycznej, układy kompensacji z predykcją zakłóceń. Odporne układy regulacji cyfrowej.
Sterowanie adaptacyjne. Sterowanie inteligentne. Cyfrowe
i dyskretne układy sterowania. Programowanie sterowników PLC

Ćwiczenia laboratoryjne:
Laboratorium

Wyznaczanie zapasów stabilności układów regulacji
Wyznaczanie MGP równania charakterystycznego
Właściwości eksploatacyjne układów regulacji
Właściwości regulatorów liniowych
Synteza parametryczna układów regulacji
Dobór nastaw regulatora na podstawie analizy charakterystyki układu otwartego Charakterystyki wybranych obiektów regulacji z opóźnieniem. Struktury układów regulacji cyfrowej. Podstawowe algorytmy regulacji cyfrowej: algorytm
pozycyjny PID, algorytm prędkościowy PID.
Dobór parametrów algorytmów regulacji
cyfrowej.
Układy kompensacji cyfrowej, algorytm kompensacji automatycznej, układy kompensacji z predykcją zakłóceń.
Realizacja odpornego układu regulacji cyfrowej w Matlab/Simulink,
Adaptacyjne układy regulacji cyfrowej: bezpośrednia regulacja adaptacyjna z lokowaniem zer
i biegunów, regulacja adaptacyjna minimalnowariancyjna, regulacja adaptacyjna predykcyjna.
Obsługa modułów przetwarzania analogowo-dyskretnego (AD) i dyskretno-analogowego (DA) sterowników PLC.
Zapoznanie się z praktycznymi aspektami realizacji regulatora PID. Implementacja i
testowanie własnego programu regulacji PID na sterowniku programowalnym.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 84 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 30 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 14 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Suma ważona ocen za sprawozdania oraz oceny za kolokwium

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Jędrzykiewicz Z.: Teoria sterowania układów jednowymiarowych. Wydawnictwa AGH. Kraków,
2007
Potvin A., F.: Nonlinear Control Design Toobox. The Math Works, Inc. 1994
Górecki H.: Analiza i synteza układów regulacji z opóźnieniem. WNT. Warszawa 1971
Niederliński A. Mościński J.,Ogonowski Z.: Regulacja adaptacyjna. Warszawa, PWN 1995.
Kowal J.: Podstawy Automatyki, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków
2003
Ogata K.: Modern control engineering, Prentice Hall 2002
Dorf R., Bishop R.: Modern Control Systems, 11th edition, Pearson Prentice Hall, 2008

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak