Projektowanie regulatorów z wykorzystaniem środowiska PLECS 0800-PLECS

Wykład:
1. Wprowadzenie:
- wymagania i warunki zaliczenia;
- omówienie środowiska PLECS;
2. Modelowanie układów elektrycznych i elektromechanicznych:
- formalizm matematyczny opisujący wybrane obiekty sterowania;
- opis w dziedzinie czasu oraz zmiennej zespolonej s;
- wybrane metody dyskretyzacji ciągłych modeli sterowania;
3. Projektowanie i synteza regulatora:
- synteza regulatora w ciągłej dziedzinie czasu z zastosowaniem wybranych kryteriów doboru nastaw;
- dyskretyzacja ciągłego układu sterowania;
- przykłady implementacji w środowisku PLECS;
4. Projektowanie dyskretnego estymatora zmiennych stanu:
- opis matematyczny estymatora w ciągłej dziedzinie czasu;
- metody syntezy estymatorów;
- przekształcenie opisu do dyskretnej dziedziny czasu;
- przykłady implementacji w środowisku PLECS;
5. Złożone struktury sterowania z zastosowaniem estymatorów zmiennych stanu;

Laboratorium:
1. Modelowanie obiektów sterowania w środowisku PLECS;
2. Realizacja torów pomiarowych wybranych sygnałów;
3. Synteza i projektowanie układu regulacji;
4. Synteza i projektowanie estymatora stanu;
5. Symulacyjna weryfikacja opracowanego systemu sterowania.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (45 godz.): - udział w wykładach – 15 godzin - udział w laboratoriach – 30 godzin Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (55 godz.): - przygotowanie do wykładu- 10 godzin - przygotowanie do laboratoriów – 25 godzin - pisanie prac, projektów- 10 godzin - czytanie literatury- 10 godzin Łącznie: 100 godz. (4 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: ma wiedzę pozwalającą na wykorzystanie oprogramowania do modelowania i syntezy układów regulacji – K_W02, K_W05; W2: ma zaawansowana wiedzę w zakresie projektowania i syntezy układów regulacji i estymatorów stanu – K_W01, K_W02, K_W05; W3: ma zaawansowana wiedzę w zakresie dyskretyzacji modeli opisanych w dziedzinie czasu ciągłego – KW_01, KW_09; W4: zna podstawowe i złożone struktury sterowania – K_W01, KW_04.

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: Potrafi wyszukać informacje w literaturze fachowej oraz dokumentacji technicznej, niezbędne do realizacji zadań projektowych – K_U01, K_U18; U2: Posiada umiejętność syntezy oraz implementacji dyskretnych regulatorów – K_U02, K_U03, K_U12; U3: Potrafi wykorzystywać narzędzia programistyczne do realizacji projektów w obszarze syntezy regulatorów – K_U03, K_U05; U4: Potrafi zastosować zdobytą wiedzę w praktyce inżynierskiej lub badawczej – K_U02, K_U12; U5: Potrafi poprawnie diagnozować i rozwiązywać problemy występujące w trakcie realizacji projektów – K_U04, K_U10; U6: Potrafi przeprowadzić testy symulacyjnego opracowanego systemu regulacji, a w razie potrzeby korygować opracowane algorytmy – K_U10, K_U11; U7: Umie opracować raport z realizacji zadania projektowego K_U07;

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: zna ograniczenia związane z zastosowaniem dyskretnych układów regulacji – K_K01; K2: potrafi samodzielnie znaleźć rozwiązanie problemów projektowych, a w razie konieczności skorzystać w wiedzy eksperckiej – K_K01;

Koordynatorzy przedmiotu

Łukasz Niewiara

Metody dydaktyczne

Metoda dydaktyczna podająca: - wykład informacyjny (konwencjonalny) Metoda dydaktyczna poszukująca: - laboratoryjna - projektu - klasyczna metoda problemowa

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna
- projektu
- klasyczna metoda problemowa

Wymagania wstępne

Wiedza z zakresu: podstaw automatyki, teorii sterowania oraz modelowania obiektów regulacji.

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
Test wiedzy- W2 – W4, U1, K1
Zadanie projektowe- W1 – W4, U1 – U7, K2

Kryteria oceniania:
Wykład: zaliczenie na ocenę na podstawie testu wiedzy
ndst - 0 - 50% maksymalnej liczby punktów,
dst - 51 - 60% maksymalnej liczby punktów,
dst plus - 61 - 70% maksymalnej liczby punktów,
db - 71 - 80% maksymalnej liczby punktów,
db plus - 81 - 90% maksymalnej liczby punktów,
bdb - 91 - 100% maksymalnej liczby punktów.

Laboratorium: zaliczenie na ocenę na podstawie pracy projektowej
ndst - 0 - 50% maksymalnej liczby punktów,
dst- 51 - 60% maksymalnej liczby punktów,
dst plus - 61 - 70% maksymalnej liczby punktów,
db - 71 - 80% maksymalnej liczby punktów,
db plus - 81 - 90% maksymalnej liczby punktów,
bdb - 91 - 100% maksymalnej liczby punktów.

Literatura

Literatura podstawowa:
1. M.P. Kazmierkowski, R. Krishnan, F. Blaabjerg, Control in power electronics - selected problems, Academic Press, San Diego, 2002
2. W. Koziński, Projektowanie regulatorów: wybrane metody kla-syczne i optymalizacyjne, Warszawa: Oficyna Wydawnicza Poli-techniki Warszawskiej, 2004.
3. T. Kaczorek, Podstawy teorii sterowania , WNT, Wyd. 2, Warsza-wa, 2006.
4. T. Tarczewski, L. Niewiara, M. Skiwski, L. M. Grzesiak, Gain‐scheduled constrained state feedback control of DC–DC buck power converter, IET Power Electronics 11 (4), 2018, 735-743
5. T. Tarczewski, Ł. J. Niewiara, L. M. Grzesiak, Constrained state feedback control of DC-DC power converter based on model pre-dictive approach, 4th International Symposium on Environmental Friendly Energies and Applications (EFEA)

Literatura uzupełniająca:
1. Strona producenta oprogramowania PLECS wraz z materiałami szko-leniowymi: www.plexim.com

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0800-PLECS w USOSweb