Nazwa przedmiotu: Kierunek: Mechatronika Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium Automatyka Automatics Forma studiów: studia stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 1W, L Kod przedmiotu: A08 Rok: II Semestr: IV Liczba punktów: 3 ECTS I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z metodami opisu własności dynamicznych podstawowych elementów automatyki stosowanymi w układach regulacji automatycznej. C. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie doboru parametrów i projektowania układów regulacji automatycznej. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z zakresu matematyki, rachunek różniczkowy, liczby zespolone.. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań. 3. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu urządzeń elektrycznych. 4. Umiejętność łączenia prostych obwodów elektrycznych. 5. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji technicznej. 6. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 7. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 posiada wiedzę teoretyczną z zakresu opisu własności statycznych i dynamicznych członów automatyki, EK zna własności statyczne i dynamiczne podstawowych członów automatyki, EK 3 zna algorytmy pracy regulatorów prostych i złożonych, zna zasady doboru nastaw regulatorów, EK 4 zna ogólne zasady oceny pracy układów regulacji automatycznej, dokładność regulacji, stany przejściowe, przeregulowanie, kryteria stabilności, EK 5 potrafi modelować i analizować proste układy regulacji automatycznej, EK 6 zna podstawy programowania cyfrowych układów regulacji, EK 7 potrafi przygotować z przebiegu realizacji ćwiczeń. 1/5
TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1 Pojęcia podstawowe: sygnał, element automatyki, układ regulacji. 1 W Podstawy rachunku operatorowego: transformata prosta i odwrotna. 1 W 3 Transmitancja operatorowa. 1 W 4 Charakterystyki skokowe liniowych elementów automatyki. 1 W 5 Transmitancja widmowa. 1 W 6 Charakterystyki częstotliwościowe liniowych elementów automatyki. 1 W 7 Połączenia funkcjonalne między elementami: połączenie szeregowe, równoległe, 1 sprzężenie zwrotne. W 8 Algorytmy regulatorów: P, I, PI, PD, PID. 1 W 9 Charakterystyki skokowe i częstotliwościowe regulatorów. 1 W 10 Stabilność układu regulacji, błąd regulacji. 1 W 11 Ogólny warunek stabilności. Metoda bezpośrednia oceny stabilności URA. 1 W 1 Kryterium Rutha-Hurwitza oceny stabilności. 1 W 13 Kryterium Nyquista oceny stabilności. 1 W 14 Podstawy sterowania cyfrowego. 1 W 15 Układy sterowania cyfrowego 1 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L 1 Badanie układu dwupołożeniowej regulacji temperatury. L Charakterystyki czasowe liniowych członów automatyki człon proporcjonalny, inercyjny I rzędu, różniczkujący L 3 Charakterystyki czasowe liniowych członów automatyki człon oscylacyjny L 4 Charakterystyki częstotliwościowe liniowych elementów automatyki człon proporcjonalny, inercyjny I rzędu, różniczkujący L 5 Charakterystyki częstotliwościowe liniowych elementów automatyki człon oscylacyjny L 6 Podstawy modelowania układów automatyki w środowisku Matlab&Simulink L 7 Modelowanie regulatorów P, I, PI i PD, charakterystyki odpowiedzi regulatorów na wymuszenie skokowe. L 8 Modelowanie URA a regulatorami prostymi i złożonymi. L 9 Modelowanie regulatora PID. Dobór nastaw regulatora metodą Zieglera-Nicholsa. L 10 Modelowanie regulatora PID. Dobór nastaw regulatora na podstawie charakterystyki obiektu L 11 Modelowanie układu regulacji automatycznej. Dobór parametrów pracy. L 1 Podstawy programowania układu sterowania cyfrowego. L 13 Programowanie sterownika PLC. L 14 Wykorzystanie sterownika PLC do sterowania wybranym procesem. L 15 Badanie układu sterowania i regulacji prędkości obrotowej. NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń 3. instrukcje do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych 4. regulatory i sterowniki 5. przyrządy pomiarowe, oscyloskopy cyfrowe 6. stanowiska do ćwiczeń wyposażone w układy regulacji automatycznej 7. komputery ze specjalistycznym oprogramowaniem /5
SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA). ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń F3. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Konsultacje Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Przygotowanie sprawozdań Przygotowanie do zaliczenia przedmiotu Suma LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 15W 30L 45 h 5 h.5 h 10 h 10 h.5 h 75 h 3 ECTS ECTS ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Brzózka J.: Ćwiczenia z automatyki w Matlabie i Simulinku. MIKOM, Warszawa 1997.. Brzózka J.: Regulatory cyfrowe w automatyce. MIKOM, Warszawa 00. 3. Cupiał K. i inni: Laboratorium automatyki Skrypt Politechniki Częstochowskiej, 1991. 4. Węgrzyn S.: Podstawy automatyki. PWN 1980. 5. Żelazny M.: Podstawy automatyki. PWN 1986. 6. Philippe De Laminat, Yves Thomas: Automatyka Układy liniowe. WNT, 1983. 7. Greblicki W.: Podstawy automatyki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 006. 8. Kaczorek T.: Teoria układów regulacji automatycznej. WNT, Warszawa 1974. 9. Kaczorek T.: Teoria sterowania i systemów. PWN, Warszawa 1996. 10. Pełczewski P.: Teoria sterowania. WNT, Warszawa 1980. 11. Brzózka J.: Regulatory i układy automatyki. MIKOM, Warszawa 004. 1. Dębowski A.: Automatyka. Podstawy teorii. WNT, 008. 13. Kwiatkowski W.: Wprowadzenie do automatyki. BEL 010. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr inż. Wojciech Tutak tutak@imc.pcz.czest.pl 3/5
MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK EK3 EK4 EK5 EK6 EK7 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_K0 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny C1 W1-15 1 C1 W3-6 L-4 C1,C W8-9 1, 7 C1,C C1,C C1,C W10-13 L7-1 W8-9 L7-1 W14-15 L13-15 1 1, 7 1, 7-4 C1 L1-15 1-7 F4 F3 F3 4/5
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 EK1, EK, EK3, EK4 Student opanował podstaw automatyki Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu podstaw automatyki Student częściowo opanował wiedzę z zakresu podstaw automatyki Student opanował podstaw automatyki, zna podstawowe człony automatyki i układy regulacji automatycznej Student bardzo dobrze opanował materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł EK5, EK6 Student posiada umiejętności stosowania wiedzy w rozwiązywaniu problemów związanych z układami regulacji automatycznej EK7 Student potrafi efektywnie prezentować i dyskutować wyniki własnych działań określić podstawowych parametrów wybranych układów regulacji automatycznej, nawet z pomocą prowadzącego Student nie opracował sprawozdania. zaprezentować wyników swoich badań wykorzystać zdobytej wiedzy, zadania wynikające z realizacji ćwiczeń wykonuje z pomocą prowadzącego ćwiczenia, ale nie potrafi dokonać interpretacji oraz analizy wyników własnych badań Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji ćwiczeń ćwiczenia, potrafi prezentować wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student potrafi dokonać analizy układu regulacji automatycznej oraz wykonać samodzielnie obliczenia podstawowych parametrów układu, potrafi dokonać oceny oraz uzasadnić trafność przyjętych założeń ćwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów dotyczące przedmiotu w tym harmonogramu odbywania zajęć, warunków zaliczenia oraz konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć z przedmiotu oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Maszyn Cieplnych. 5/5