Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Nie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Technika automatyzacji procesów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103C-ARxxx-MSP-TAP Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Technika automatyzacji procesów
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane )-Automatyka i robotyka-dr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane )-Automatyka i robotyka-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

TAP

Numer wersji:

3

Skrócony opis:

Celem przedmiotu jest nauczenie studentów rozumienia i projektowania struktur i algorytmów zaawansowanego sterowania (ACS - Advanced Control Systems) obiektów technicznych i procesów przemysłowych.
Efekty kształcenia: Zrozumienie działania i umiejętność projektowania, programowania, symulacji i strojenia: zaawansowanych algorytmów regulacji PID dla obiektów jedno- i wielowymiarowych, algorytmów predykcyjnych z liniowymi modelami procesów (algorytmy DMC, GPC i MPCS) i z nieliniowymi modelami procesów, w tym z obserwatorami stanu lub filtrami Kalmana. Zrozumienia działania struktury warstwowej, relacji między warstwami optymalizacji i regulacji, umiejętność projektowania bieżącej optymalizacji punktu pracy dla regulacji. Podstawowa wiedza o strukturze i algorytmach przemysłowego rozproszonego systemu sterowania (DCS - Distributed Control System).

Pełny opis:

Celem przedmiotu jest nauczenie studentów rozumienia i projektowania
struktur i algorytmów zaawansowanego sterowania (ACS - Advanced Control
Systems) obiektów technicznych i procesów przemysłowych.

Efekty kształcenia: Zrozumienie działania i umiejętność projektowania,
programowania, symulacji i strojenia: zaawansowanych algorytmów
regulacji PID dla obiektów jedno- i wielowymiarowych, algorytmów
predykcyjnych z liniowymi modelami procesów (algorytmy DMC, GPC i MPCS)
i z nieliniowymi modelami procesów, w tym z obserwatorami stanu lub
filtrami Kalmana. Zrozumienia działania struktury warstwowej, relacji
między warstwami optymalizacji i regulacji, umiejętność projektowania
bieżącej optymalizacji punktu pracy dla regulacji. Podstawowa wiedza o
strukturze i algorytmach przemysłowego rozproszonego systemu sterowania
(DCS - Distributed Control System).


Treść wykładu

  • Warstwowa struktura sterowania. Schemat podstawowy i rozbudowany, dekompozycja procesu. Przykład modelowania, dekompozycji, optymalizacji i regulacji nadrzędnej. Funkcje poszczególnych warstw sterowania. (3)

  • Regulacja zaawansowana PID. Regulatory PID (struktury, strojenie,
    anti aliasing, anti wind-up, feedforward, kaskada). Nieliniowe
    algorytmy PID: gain scheduling, PID rozmyty (fuzzy). (4)

  • Regulacja wielopętlowa: Struktura połączeń, metoda RGA,
    odprzęganie pętli regulacyjnych, dobór nastaw regulatora diagonalnego.
    (2)

  • Regulacja predykcyjna DMC. Zasada działania. Predykcja wyjść
    modelem odpowiedzi skokowych. Wielowymiarowy algorytm numeryczny,
    kompensacja zakłóceń mierzonych. Algorytm analityczny, uwzględnianie
    ograniczeń. (4)

  • Regulacja predykcyjna GPC. Równania różnicowe jako model procesu,
    predykcja wyjść, algorytm numeryczny i analityczny.(2)

  • Regulacja predykcyjna z równaniami stanu (MPCS). Algorytmy
    predykcyjne z liniowymi równaniami stanu, z pomiarem stanu, z
    obserwatorem stanu deterministycznym lub stochastycznym (filtry
    Kalmana). (4)

  • Regulacja predykcyjna nieliniowa. Struktury NO, NSL, NPL,
    dwufazowe; zastosowanie modeli rozmytych Takagi-Sugeno, neuronowych.
    Realizacja szybkich nieliniowych algorytmów predykcyjnych. (3)

  • Podstawy ogólnej analizy algorytmów predykcyjnych. Stabilność,
    dopuszczalność, strojenie parametrów. (2)

  • Optymalizacja punktu pracy. Struktura i algorytmy bieżącego
    (on-line) dostrajania punktu pracy regulatorów. (1)

  • Rozproszony system sterowania (DCS). Architektura warstwowa
    systemów DCS, przykładowe systemy. Podstawowe klasy sprzętu
    sterującego: sterowniki programowalne, regulatory przemysłowe. Sieci
    przemysłowe i komunikacyjne. Rola i zadania systemów oprogramowania
    SCADA. (1)

  • Dwa kolokwia w trakcie wykładu (4).


Zakres projektu
Projekt (grupowy) zakłada implementację i testowanie regulatora
predykcyjnego dwuwymiarowego, w porównaniu z regulatorem dwupętlowym
PID. Zespół studencki (student) dostaje równania modelu nieliniowego
wielowymiarowego procesu dynamicznego (z ograniczeniami i zakłóceniami)
i ma za zadanie:

  • symulację procesu nieliniowego,

  • linearyzację w zadanym punkcie pracy,

  • zaprojektowanie regulatora dwupętlowego PID (ew. z odprzęganiem),

  • zaprojektowanie regulatora MPC w wersji numerycznej i
    analitycznej,

  • implementację zaprojektowanych układów, porównanie jakości
    regulacji i odporności.

Prace prowadzone w środowisku Matlab/Simulink, z ew. implementacją w
środowisku SCADA.


Poprzedniki
Typ poprzednikaNr poprzednikaKod poprzednikaNazwa poprzednika
Zalecany1103A-ARxxx-MSP-STPSterowanie procesami
Zalecany1103B-ARxxx-ISP-STPSterowanie procesami
Zalecany2103A-ARxxx-ISP-PODAPodstawy automatyki

Literatura:

    1. P. Tatjewski: Sterowanie predykcyjne. Skrypt internetowy,
      Politechnika Warszawska 2011 (opracowany w ramach PR PW Wydziału
      Mechatroniki).

    2. P. Tatjewski: Sterowanie zaawansowane obiektów przemysłowych,
      struktury i algorytmy. EXIT, Warszawa 2002.

    3. P. Tatjewski: Advanced Control of Industrial Processes. Springer,
      London 2007.

Metody i kryteria oceniania:

Dwa kolokwia (połowa i koniec semestru), etapowe weryfikacje postępów projektu.

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

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Sebastian Plamowski, Piotr Tatjewski
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:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Sebastian Plamowski, Piotr Tatjewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Piotr Tatjewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Piotr Tatjewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Piotr Tatjewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Piotr Tatjewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103100 - Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Projekt, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Piotr Tatjewski
Prowadzący grup: Piotr Tatjewski
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.