Drukuj sylabus

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-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI

Punkty ECTS i inne:

5.00 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:

TAP

Numer wersji:

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 poprzednika	Nr poprzednika	Kod poprzednika	Nazwa poprzednika
Zalecany	1	103A-ARxxx-MSP-STP	Sterowanie procesami
Zalecany	1	103B-ARxxx-ISP-STP	Sterowanie procesami
Zalecany	2	103A-ARxxx-ISP-PODA	Podstawy automatyki

Literatura:

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

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

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 2022/2023 - sem. letni" (w trakcie)

Okres:	2023-02-20 - 2023-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu 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 Marusak, 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 2021/2022 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2022-02-23 - 2022-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu 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 2020/2021 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2021-02-20 - 2021-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu 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 Marusak, 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 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres:	2020-02-22 - 2020-09-30	Wybrany podział planu: ten tydzień cykl przedmiotu 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: ten tydzień cykl przedmiotu 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: ten tydzień cykl przedmiotu 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: ten tydzień cykl przedmiotu 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: ten tydzień cykl przedmiotu 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: ten tydzień cykl przedmiotu 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: ten tydzień cykl przedmiotu 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.