Instytut Automatyki i Robotyki

Zakład sterowania i robotyki

Podstawy automatyki

Cele
Zapoznanie z podstawami teoretycznymi z zakresu automatyki, robotyki i teorii sterowania oraz z zagadnieniami projektowania, uruchamiania i eksploatacji systemów automatyki i robotyki w różnych zastosowaniach.

Treści kształcenia

  •  Rodzaje i struktury układów sterowania.
  • Elementy układu regulacji.
  • Modele układów dynamicznych i sposoby ich analizy.
  • Transmitancje operatorowa i widmowa.
  • Badanie stabilności.
  • Projektowanie liniowych układów regulacji w dziedzinie częstotliwości.
  • Regulator PID – dobór nastaw.
  • Równania stanu.
  • Mechanizacja, automatyzacja, robotyzacja procesów produkcyjnych.
  • Rodzaje sygnałów – układy ciągłe i dyskretne.
  • Struktura i funkcje zautomatyzowanych systemów produkcyjnych.

Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje

  • Rozumienie podstawowych struktur układów sterowania.
  • Umiejętność opisu i analizy liniowego układu dynamicznego w dziedzinie czasu i zmiennej zespolonej.
  • Umiejętność badania stabilności.
  • Projektowanie prostego układu regulacji metodami częstotliwościowymi.
  • Dobór nastaw regulatora PID.

Wymagane wiadomości
Podstawowe wiadomości z analizy matematycznej, rachunku macierzowego i fizyki.

 

Zalecana literatura

  1. W. Pułczewski, K. Szucka, A. Manituis Zasady Automatyki, WNT, Warszawa 1980.
  2. K. Amborski, A. Marusak, Teoria sterowania w ćwiczeniach, PWN, Warszawa 1978.
  3. R.C. Dorf, R.H. Bishop, Modern Control Systems, Addison Wesley 1999.
  4. L. Sciavicco, B. Siciliano, Modeling and Control of Robot Manipulators, Springer Verlag, 2000.
  5. T. Kaczorek (ed.), Podstawy teorii sterowania, WNT, Warszawa 2006.
  6. D. Horla, Podstawy automatyki. Ćwiczenia rachunkowe. Część I i II, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2004.

 

Zasady zaliczenia
Wykłady: zaliczenie w formie pisemnej i ustnej
Ćwiczenia: zasady zaliczenia ćwiczeń opisane są w pliku „Zasady zaliczenia – Podstawy automatyki – ćwiczenia.pdf”

 

Skrócony opis zagadnień

Ćwiczenia:

  1. Modelowanie procesów
    1. klasyfikacja
    2. metoda klasyczna – opis za pomocą równań różniczkowych
    3. układy mechaniczne: zasada d’Alamberta
    4. układy elektryczne: prawo Ohma, prawa Kirchhoffa
    5. analogi elektryczne
    6. formalizm Langrange’a
  2. Modele liniowe układów automatyki
    1. linearyzacja statyczna
    2. transmitancja operatorowa
    3. podstawowe obiekty automatyki
  3. Opis modeli liniowych
    1. odpowiedzi czasowe (impulsowa i skokowa)
    2. transmitancja widmowa
    3. wstęp do charakterystyk Bodego
    4. odpowiedzi ustalone na wymuszenie wielomianowe
    5. odpowiedzi ustalone na wymuszenie harmoniczne
  4. Układ regulacji
    1. Przekształcanie schematów blokowych
    2. Podstawowy układ regulacji automatycznej (transmitancje operatorowe)
  5. Stabilność układów dynamicznych
    1. Badanie stabilności punktów równowagi dla układów nieliniowych
    2. Kryteria stabilności modeli układów liniowych – pierwiastki równania charakterystycznego i metoda Hurwitza
  6. Synteza i analiza prostych układów regulacji automatycznej
    1. dobór wzmocnienia na warunek dokładności statycznej
    2. analiza stabilności

Materiały do zajęć:
2016.01.12 Podstawy Automatyki – Opracowania Ćwiczeń