Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Sterowanie procesami

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-ARxxx-ISP-STP
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Sterowanie procesami
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Podstawy automatyki i robotyki )-Automatyka i robotyka-inż.-EITI
( Przedmioty podstawowe )-Automatyka i robotyka-mgr.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Systemy sterowania - albo - Systemy zarządzania )-Systemy informacyjno-decyzyjne-inż.-EITI
( Systemy sterowania )-Systemy informacyjno-decyzyjne-inż.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00 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: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

STP

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych oraz bardziej zaawansowanych struktur i algorytmów sterowania ciągłymi obiektami dynamicznymi o jednym wejściu i jednym wyjściu (SISO – ang. Single Input Single Output), w tym procesami przemysłowymi. Rozważa się algorytmy regulacji z czasem ciągłym, ich dyskretne (cyfrowe) realizacje oraz algorytmy projektowane z czasem dyskretnym. Omawiane są: metoda sprzężenia od stanu, algorytmy i struktury regulacji PID, algorytmy regulacji predykcyjnej DMC (ang. Dynamic Matrix Control) i GPC (ang. Generalized Predictive Control), algorytmy regulacji rozmytej (rozmyty algorytm PID, rozmyty algorytm ze sprzężeniem od stanu, rozmyty algorytm regulacji predykcyjnej), warstwowa struktura sterowania przemysłowego z nadrzędną warstwą optymalizacji ekonomicznej. Ilustrację wykładu stanowią liczne przykłady przedstawiane w trakcie zajęć. Do syntezy układów regulacji wykorzystuje się pakiet Matlab/Simulink.

Pełny opis:


  1. Wstęp:> Procesy dynamiczne jako obiekty sterowania, klasy modeli procesów dynamicznych (liniowe/nieliniowe, równania stanu/transmitancje), przegląd metod projektowania układów regulacji. Przykłady wykorzystania algorytmów regulacji: sterowanie satelity telekomunikacyjnego, sterowanie samolotu o pionowym starcie (VTOL - ang. Vertical Take-off and Landing), sterowanie pojazdu marsjańskiego, sterowanie kolumny destylacyjnej. Prezentacja pakietu Matlab/Simulink: modelowanie procesów, synteza i symulacji układów sterowania. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  2. Metody przestrzeni stanów: Modele ciągłych procesów dynamicznych w przestrzeni stanów i w postaci transmitancji, sterowalność i obserwowalność, przechodzenie od modelu w przestrzeni stanów do transmitancji (i odwrotnie), wybór zmiennych stanu - modelowanie. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  3. Przesuwanie biegunów za pomocą sprzężenia od stanu: projektowanie układu regulacji metodą przesuwania biegunów układu zamkniętego, dobór biegunów układu zamkniętego, wielokryterialna ocena jakości regulacji, niezerowe punkty pracy. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 2 jd)
  4. Estymacja wartości niedostępnych pomiarowo zmiennych stanu: Projektowanie obserwatorów pełnego i zredukowanego rzędu, dobór biegunów obserwatora, zasada separowalności, wymuszanie zerowego uchybu ustalonego (układy regulacji z całkowaniem). (wykład: 3 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  5. Dyskretne (cyfrowe) układy regulacji: Pośrednie (emulacja) oraz bezpośrednie metody projektowania dyskretnych algorytmów regulacji, cyfrowe realizacje algorytmu PID, transmitancja dyskretna, modele ARX, symulacja dyskretnych algorytmów regulacji. (wykład: 3 jd, ćwiczenia: 2 jd)
  6. Opis procesu dyskretnego w przestrzeni stanów: sterowalność i obserwowalność procesów dyskretnych, przechodzenie od modelu dyskretnego w przestrzeni stanów do transmitancji dyskretnej (i odwrotnie), wybór zmiennych stanu - modelowanie, przechodzenie od ciągłych równań stanu do dyskretnych. ( wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  7. Projektowanie dyskretnych układów regulacji metodą sprzężenia od stanu: dyskretne obserwatory stanu pełnego i zredukowanego rzędu. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  8. Regulacja PID: wielokryterialna ocena jakości regulacji (konflikt między dokładnością i odpornością), uwzględnianie ograniczeń sygnału sterującego w algorytmie PID, kompensacja wpływu mierzonych zakłóceń w regulacji PID (układy otwarto-zamknięte), regulacja kaskadowa. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  9. Regulacja predykcyjna: zasada regulacji predykcyjnej, klasy algorytmów regulacji predykcyjnej, model odpowiedzi skokowych, związek między transmitancją a modelem odpowiedzi skokowej, algorytm DMC w wersji analitycznej bez ograniczeń, strojenie algorytmu DMC. ( wykład: 3 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  10. Uwzględnianie ograniczeń w analitycznej wersji algorytmu DMC, wersja numeryczna (z ograniczeniami) algorytmu DMC. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  11. Algorytm GPC w wersji analitycznej i numerycznej. (wykład: 2 jd, ćwiczenia: 1 jd)
  12. Nieliniowa regulacja rozmyta: systemy rozmyte typu Takagi-Sugeno, rozmyty algorytm regulacji PID, rozmyty algorytm regulacji ze sprzężeniem od stanu, rozmyty algorytm regulacji predykcyjnej DMC, rozmyty algorytm regulacji predykcyjnej GPC. (wykład: 4 jd, ćwiczenia: 2 jd)
  13. Warstwowa struktura sterowania przemysłowego z nadrzędną warstwą optymalizacji ekonomicznej. (wykład: 2 jd)
Literatura:


Podstawowa:

  1. Maciej Ławryńczuk: Sterowanie Procesów, preskrypt, 2010.


Uzupełniająca:

  1. R. C. Dorf, R. H. Bishop: Modern control systems. Addison-Wesley, 1995.
  2. G. F. Franklin, J. D. Powell, A. Emami-Naeini: Feedback control of dynamic systems. Addison Wesley, 1994.
  3. T. Kaczorek: Teoria układów regulacji automatycznej. WNT, Warszawa 1977.
  4. P. Tatjewski: Zaawansowane sterowanie obiektów przemysłowych, struktury i algorytmy. EXIT, Warszawa 2002.
Metody i kryteria oceniania:

uzyskanie co najmniej 50 punktów na 100 możliwych (dwa kolokwia po 30 pkt. i dwa projekty po 20 pkt.)

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, 72 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 72 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 72 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk
Prowadzący grup: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
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, 60 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
Prowadzący grup: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
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, 60 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
Prowadzący grup: Maciej Ławryńczuk
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, 45 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
Prowadzący grup: Piotr Marusak, 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 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
Prowadzący grup: Piotr Marusak
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, 45 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk
Prowadzący grup: Patryk Chaber, Maciej Ławryńczuk
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, 36 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak
Prowadzący grup: Piotr Marusak
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, 45 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Maciej Ławryńczuk
Prowadzący grup: Patryk Chaber, Maciej Ławryńczuk
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)