Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska

KARTA MODUŁU

Podstawy automatyki i teorii systemów

Rok IV semestr 7

Kod modułu: IS.0706.OB/IW Liczba punktów: 2

Rodzaj modułu: obligatoryjny na specjalności IW Liczba punktów ECTS: 2

Jednostka realizująca moduł: Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Kierownik modułu: Dr inż. W. Chmielowski

Prowadzący zajęcia:

Dr inż. W. Chmielowski, dr inż. W. Indyk (wykłady, ćwiczenia laboratoryjne)

Cele i spodziewane efekty kształcenia:

Celem modułu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami automatyki, teorii regulacji i teorii systemów wraz z zastosowaniem w gospodarce wodnej. Efektem kształcenia będzie umiejętność adaptowania teorii systemów i automatyki do rozwiązywania praktycznych problemów z zakresu inżynierii środowiska.

Program merytoryczny modułu:

· Pojęcia podstawowe; sygnał, elementy automatyki, układy automatyki (klasyfikacja ze względu na liniowość, zadania układu, sposób działania, sposób przedstawienia wyników, liczbę obwodów regulacji etc.)

· Analiza obiektów sterowania: liniowych, nieliniowych, stacjonarnych i niestacjonarnych.

· Rozwiązanie układu równań liniowych o stałych współczynnikach; pojęcie macierzy tranzycyjnej (podstawowej), metody wyznaczania macierzy podstawowej (wzory Sylwestra, metoda odwrotne-go przekształcenia Laplace’a), pojęcie sterowalności i obserwowalności układów liniowych, wyznaczanie macierzy dołączonej.

· Transmitancja operatorowa i jej związek z opisem przestrzeni stanu; wyznaczenie transmitancji operatorowej na podstawie parametrów (macierzy) układu równań liniowych.

· Istota przekształcenia i odwrotnego przekształcenia Laplace’a z zastosowaniem do wyznaczenia odpowiedzi układów regulacji na typowe wymuszenia (odpowiedzi czasowe). Funkcje wymuszające.

· Omówienie obiektów sterowania; podział obiektów liniowych, charakterystyki częstotliwościowe, warunki początkowe, regulatory.

· Analiza układów jednowymiarowych liniowych stacjonarnych; przekształcanie schematów blokowych, transmitancja zastępcza, pojęcie stabilności, badanie stabilności układu wg kryterium Hurwitza oraz Rutha, dobór członów korekcyjnych.

· Pojęcie systemu; opis systemu, stan, przestrzeń stanu, równanie systemu, trajektoria, zagadnienie dekompozycji i agregacji systemu.

· Modele matematyczne systemów; wymagania stawiane modelom, analiza wrażliwości metody identyfikacji modeli, dane pomiarowe w procesie budowy modelu, symulacje komputerowe systemów wodnogospodarczych z wykorzystaniem pakietu MATlab.

Słowa kluczowe:

Automatyka, układy liniowe, teoria systemów, optymalizacja, modelowanie matematyczne

Lista wymaganych wcześniejszych modułów:

Matematyka I i II, Gospodarka wodna, Komputerowe programy użytkoweI

Struktura modułu

wykłady: 15 godz/sem. praca własna studenta 30 godz/sem.

laboratorium: 15 godz/sem. Łączna liczba

godzin: 60 godz/sem.

Ogółem godziny

rozliczeniowe : 30 godz/sem. konsultacje: 5 godz/sem.

Forma zaliczenia modułu:

Egzamin pisemny

Warunki dopuszczenia do egzaminu: pozytywna ocena prac wykonanych w ramach ćwiczeń laboratoryjnych.

Podstawowe pomoce dydaktyczne:

T. Kaczorek, Teoria układów regulacji automatycznej, WNT, Warszawa, 1977

R. Kulikowski, Teoria wielkich systemów, WNT, Warszawa, 1976

K. J. Kurman, Teoria regulacji(...), WNT, Warszawa, 1975

F. Siemieniako, Podstawy automatyki z zadaniami, wyd. Politechnika Białostocka, 1992

Autorskie konspekty wykładowców.

Administracyjne ograniczenia modułu

minimalna liczba studentów:

maksymalna liczba studentów: