Podstawy automatyki i sterowania I

Charakterystyka przedmiotu

Wykład Ćwiczenia  
Dr hab. inż. Paweł Malczyk

Mgr inż. Edyta Rola

Dr inż. Marcin Pękal

Dr inż. Adam Woźniak

 
Numer i typ przedmiotu Poziom i semestr studiów Rodzaj zajęć i punkty ECTS
NK123, przedmiot wydziałowy Studia inżynierskie, semestr III W - 2, C - 1, ECTS - 4

Materiały do pobrania

Wymagania wstępne

Znajomość analizy matematycznej na poziomie odpowiadającym programowi pierwszego roku przedmiotu analiza matematyczna na wydziałach mechanicznych politechnik.

Cele przedmiotu

  •  Przekazanie podstawowych informacji dotyczących sterowania i regulacji automatycznej ciągłych układów liniowych oraz metod matematycznych stosowanych przy ich projektowaniu.
  • Wskazanie powiązań między obiektami rzeczywistymi a ich reprezentacjami w postaci modeli fizycznych i matematycznych na potrzeby projektowania i doboru układów regulacji.

Program przedmiotu

Wykłady
  • Modelowanie matematyczne ciągłych liniowych układów dynamicznych.
  • Reprezentacja (opis) układów fizycznych za pomocą równań stanu oraz transmitancji operatorowej i schematów blokowych.
  • Podstawy analizy układów w dziedzinie częstotliwości: transformata Fouriera, charakterystyki częstotliwościowe.
  • Analiza odpowiedzi dynamicznych układów, procesy przejściowe.
  • Typowe elementy liniowe układów dynamicznych.
  • Stabilność układów linowych, kryterium Routha-Hurwitza.
  • Kryterium stabilności Nyquista, wykresy Bodego, zapas stabilności.
  • Podstawowe zasady sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, regulator PID.
  • Ocena jakości regulacji.
  • Projektowanie układów automatycznej regulacji.
Ćwiczenia
  • Opis sygnałów z wykorzystaniem funkcji skoku jednostkowego.
  • Proste i odwrotne przekształcenia Laplace'a.
  • Transmitancja operatorowa, wyznaczanie odpowiedzi na wymuszenia (bez wymuszeń harmonicznych).
  • Przekształcanie schematów blokowych.
  • Transmitancja widmowa, charakterystyki częstotliwościowe, wyznaczanie odpowiedzi ustalonych na wymuszenia harmoniczne.
  • Badanie stabilności układów liniowych -- kryteria algebraiczne (badanie równania charakterystycznego, metoda Routha-Hurwitza).
  • Badanie stabilności układów liniowych -- kryteria częstotliwościowe (kryterium Nyquista podstawowe i logarytmiczne, charakterystyki Bodego).

Zalecane lektury

  • A. Olędzki (red.): Zarys dynamiki i automatyki układów, Wydawnictwa PW, Warszawa 1991. Skrypt dostępny w wersji elektronicznej za pośrednictwem strony internetowej Biblioteki Głównej PW.
  • K. Ogata: Modern Control Engineering, Pearson, 5th Edition, 2010.
  • R. Dorf, R. Bishop: Modern Control Systems, Pearson Prentice Hall, 11th Edition, 2008.
  • K. Astrom, R. Murray: Feedback Systems. An Introduction for Scientists and Engineers, Princeton University Press, 2008.
  • Materiały dostarczone przez wykładowcę.

Materiały do pobrania