Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Dynamic Systems and Control

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-CTxxx-ISA-EDYCO
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Dynamic Systems and Control
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Circuits and Systems )-Computer Science, Telecommunications-B.Sc.-EITI
( Courses in English )--eng.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Technical Courses )--eng.-EITI
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

EDYCO

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Przedmiot omawia zagadnienia dotyczące dynamiki procesów oraz sterowania automatycznego. Główne tematy: struktura układu regulacji, budowa modeli matematycznych dynamiki obiektów, linearyzacja modeli, transmitancja obiektu, stabilność układów regulacji, sterowalność i obserwowalność liniowych układów sterowania, regulacja ze sprzężeniem od stanu, sterowanie binarne, sterowanie sekwencyjne, sterownik PLC, systemy HMI i SCADA, regulacja PID, serwomechanizm.

Pełny opis: (tylko po angielsku)

Lecture contents (30h)

  1. Introduction. Automatic control: its role, goals and history. Basic control structures and their elements. Open-loop systems. Closed-loop control systems. Fundamental role of feedback, (2h)
  2. Binary Control. Sequence control. Programmable Logic Controller (PLC): history and operation. Programming languages: Structured Text (ST) and Ladder Diagram (LD). Finite State Machines (FSM): Moore and Mealy. (8h)
  3. Test 1 (2h)
  4. Human Machine Interface (HMI) and Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) systems: role and history. The automation pyramid. Examples of systems implementation in different software environments: GT Designer, SIMATIC WinCC, Mitsubishi Adroit Process Suite (MAPS). (4h)
  5. Control quality assessment: basic notions and integral indexes.On-Off controllers. PID control: history, the standard PID algorithm and its modifications. PID tuning methods: Ziegler-Nichols oscillation method, Ziegler-Nichols reaction curve method, Cohen-Coon reaction curve method, relay-based methods and other. Digital PID control. Control loop problems and solutions. (4h)
  6. Servomechanism: elements, operation and typical servo applications. Servo amplifier: its role and configuration. Incremental and absolute encoders. The servo circuit block diagram: main circuit, control circuit and servo motor circuit. The electronic gear Configuration, Typical command functions in servo applications. (4h)
  7. Advanced Control. Model predictive control (MPC) algorithms. (2h)
  8. Test 2 (2h)
  9. Test 1/2 - retake (2h)

Tutorial contents (15h)

  • Modelling of dynamical systems using state-space representation. Graphical representation of models. (3h)
  • Equilibrium points. Static characteristics. Linearisation. (2h)
  • Transfer functions of simple systems. Second order dynamical models. Conversion of state-space models to transfer functions and vice versa. (2h)
  • Transfer functions of complex systems: block diagram manipulation. (1h)
  • Stability of dynamical systems. Stability in the sense of Lyapunov. Hurwitz conditions for stability. (2h)
  • Controllability and observability of dynamic systems. (1h)
  • State feedback controller: design and possible modifications. (2h)
  • State Observers: full-order design and reduced order design. (2h)
  • Laboratory contents (15h)

    1. Sequential control with PC. Students learn about a typical industrial system and implement a control algorithm in the form of a program executed by a PC computer. (3h)
    2. Sequential control with PLC. Students implement a control algorithm in the form of a program executed on a PLC for the same industrial system presented in the first exercise. (3h)
    3. HMI and SCADA systems. Students design all SCADA system screens for for a given control system and supervise the system from the position of the system operator. HMI is also used to perform part of the task of visualizing the controlled process and diagnostics. (3h)
    4. PID control. Students tune the PID controller for a given control system. Different tuning methods are tested and the obtained control quality is evaluated. (3h)
    5. Servomechanism. Students design a servo system with the servo amplifier as well as with an inverter and external encoder. The Homing function is implemented and various tests of different modes are performed on both servo systems. (3h)
    Literatura: (tylko po angielsku)

    1. P. Chaber, R. Nebeluk, A. Wojtulewicz and K. Zarzycki: Dynamical Systems and Control: Laboratory exercises (Course notes), 2022.
    2. G. C. Goodwin, S. F. Graebe, and M. E. Salgado: Control System Design, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2001.
    3. L. Ljung and T. Glad: Modeling of Dynamic Systems, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1994.
    4. K. Ogata: Modern Control Engineering, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2010
    5. J. Powell, G. F. Franklin and A. Emami-Naeini: Feedback Control of Dynamic Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, 2014.
    Efekty uczenia się: (tylko po angielsku)

    Knowledge

    • Knowledge of the fundamentals of modeling
    • Knowledge of stability in the sense of Lyapunov and stability criterions of Hurwitz
    • Knowledge of basic information about PLC programming
    • Knowledge of PID controller design and available tuning methods
    • Knowledge of controller design in state-space domain
    • Knowledge of HMI and SCADA systems design
    • Knowledge of servo systems design

    Abilities

    • Ability to program simple logic control tasks
    • Ability to build and identify simple dynamical models, determine equilibrium points, perform linearisation, determine transfer functions, analyse the stability of automatic control systems, analyse controllability and observability of dynamic systems, design state feedback control and design full-order state observers
    • Ability to design and tune PID controller using different tuning methods
    • Ability to make a simple SCADA system for a given controlled process
    • Ability to write basic programs for servo systems

    Social Abilities

    • Ability to work in a group
    Metody i kryteria oceniania: (tylko po angielsku)

    Attendance rules

    Lectures are not obligatory, while the attendance at the tutorials and laboratory tasks is obligatory. In case of the absence, the students need to present a formal justification.

    Materials and devices allowed during the tests

    The tests are written without any books nor personal notes. Laptops, notepads, mobile phones are strictly forbidden. Only blank papers, pens and pencils are allowed.

    Lecture/tutorials (70 pts.):

    • test #1 (2 hrs. – 35 pts.)
    • test #2 (2 hrs. – 35 pts.)
    • retake tests (#1 and/or #2) (2 hrs.)
    • The points for the tests appear in the Faculty IT system (USOS) within a week at latest.
    • There may be unobligatory short tests during lecture. The points are added to the total sum.

    Laboratory (30 pts.):

    • 5 tasks 6 points each
    • The tasks are done in groups (3 students).
    • The laboratory tasks points will be known to the students at the end of each task.

    Completion conditions:

    • Lecture/tutorials >35 pts.
    • Laboratory: >15 pts., although student attendance at all laboratories is not mandatory.
    • Student attendance at the tutorials is mandatory.
    • There is no possibility to repeat the laboratory tasks or improve the results. Unjustified tutorial or laboratory absence means that the class is not completed.

    Repeating possibilities:

  • The students who do not complete one or two tests can repeat them during the retake test time. There are no other tests nor occasions.
  • Laboratory tasks cannot be repeated.
  • Grading:

    • <51 pts..: 2
    • 51-60 pts.: 3
    • 61-70 pts.: 3,5
    • 71-80 pts.: 4
    • 81-90 pts.: 4,5
    • 91-100 pts.: 5

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2023/2024 - sem. letni" (w trakcie)

    Okres: 2024-02-19 - 2024-09-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Robert Nebeluk
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Maciej Zakrzewski, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2023/2024 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2023-10-01 - 2024-02-18
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Piotr Marusak, Robert Nebeluk
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2023-02-20 - 2023-09-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Robert Nebeluk
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2022/2023 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2022-10-01 - 2023-02-19
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 56 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 56 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 56 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Robert Nebeluk
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Piotr Marusak, Robert Nebeluk, Sebastian Plamowski, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2022-02-23 - 2022-09-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 39 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 39 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 39 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Robert Nebeluk
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2021-10-01 - 2022-02-22
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 84 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 84 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 84 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański, Robert Nebeluk
    Prowadzący grup: Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Piotr Marusak, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2021-02-20 - 2021-09-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański
    Prowadzący grup: Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Robert Nebeluk, Krzysztof Zarzycki
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2020-10-01 - 2021-02-19
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański
    Prowadzący grup: Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański
    Prowadzący grup: Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak, Robert Nebeluk
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Piotr Marusak, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

    Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański, Maciej Ławryńczuk
    Prowadzący grup: Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Andrzej Karbowski, Maciej Ławryńczuk, Andrzej Wojtulewicz
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

    Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
    Wybrany podział planu:
    Przejdź do planu
    Typ zajęć:
    Ćwiczenia, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
    Koordynatorzy: Paweł Domański
    Prowadzący grup: Patryk Chaber, Paweł Domański, Jerzy Gustowski, Piotr Marusak, Andrzej Wojtulewicz
    Lista studentów: (nie masz dostępu)
    Zaliczenie: Ocena łączna
    Jednostka realizująca:

    103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

    Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
    Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
    pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.0.0-7 (2024-03-18)