Sterowanie predykcyjne 0800-STERPRED

Na laboratorium Sterowania Predykcyjnego zostaną przedstawione struktury regulacji wykorzystujące sterowanie predykcyjne na przykładzie podstawowych napędów elektrycznych, przekształtników energoelektronicznych, układach sterowania przepływu i ciśnienia hydrostatycznego w zbiornikach z cieczą i sterowaniu temperaturą w układach termicznych. Zostanie też przeprowadzona analiza porównawcza zaimplementowanych algorytmów predykcyjnych ze standardową kaskadową strukturą regulacji z regulatorami PID lub regulatorem histerezowym. Implementacja struktur regulacji będzie się odbywać z wykorzystaniem środowiska Plecs. Poniżej przedstawiono następujące zagadnienia, które zostaną przedstawione na laboratorium:
1. Sterowanie predykcyjne – wprowadzenie i ogólna idea
2. Sterowanie predykcyjne w układach sterowania temperatury
3. Sterowanie predykcyjne w wybranych przekształtnikach energoelektronicznych
4. Sterowanie predykcyjne w napędzie elektrycznym z silnikiem prądu stałego (DC) i silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych (PMSM)
5. Sterowanie predykcyjne dla układu sterowania wysokości poziomu cieczy i ciśnienia hydrostatycznego w zbiorniku o nieustalonym wypływie.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (30 godz.): - udział w laboratoriach – 30 godzin Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (30 godz.): - przygotowanie do laboratoriów – 10 godzin - pisanie prac, projektów - 15 godzin - czytanie literatury- 5 godzin Łącznie: 60 godz. (2 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna ideę sterowania predykcyjnego jak alternatywę dla standardowych struktur regulacji – KW_01, K_W07, K_W10; W2: zna zastosowanie sterowania predykcyjnego dla różnych obiektów regulacji – KW_02, KW_04, KW_05 W3: orientuje się w zakresie specjalistycznych metod i narzędzi programistycznych używanych przy projektowaniu systemów sterowania w energoelektronice oraz napędzie elektrycznym – K_W01, K_W07, K_W08; W6: ma zaawansowaną wiedzę w zakresie implementacji zaawansowanych układów regulacji - K_W06;

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: Potrafi wyszukać informacje w literaturze fachowej oraz dokumentacji technicznej, niezbędne do realizacji zadań projektowych – K_U01, K_U16; U2: Posiada umiejętność syntezy oraz implementacji algorytmów sterowania predykcyjnego przeznaczonych do zastosowania w różnych obiektach regulacji – K_U02, K_U03, K_U12; U3: Potrafi wykorzystywać narzędzia programistyczne do realizacji projektów – 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, K_U08 U6: Potrafi przeprowadzić testy opracowanego systemu sterowania, a w razie potrzeby korygować opracowane algorytmy – K_U10, K_U11; U7: Umie opracować raport i sporządzić dokumentację z realizacji zadania projektowego oraz przeprowadzonych eksperymentów - K_U07, K_U08;

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: zna ograniczenia związane z konstrukcją i obszarem zastosowania sterowania predykcyjnego – K_K01; K2: potrafi samodzielnie znaleźć rozwiązanie problemów projektowych, a w razie konieczności skorzystać w wiedzy eksperckiej – K_K01; K3: ma świadomość znaczenia sterowania predykcyjnego w zakresie elektromobilności oraz najnowszych trendów w obszarze automatyki – K_K07, K_K03

Koordynatorzy przedmiotu

Robert Surus

Metody dydaktyczne

Metoda dydaktyczna poszukująca: - laboratoryjna - projektu - klasyczna metoda problemowa

Metody dydaktyczne podające

- opowiadanie
- opis

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna
- projektu
- klasyczna metoda problemowa

Rodzaj przedmiotu

przedmiot fakultatywny

Wymagania wstępne

Podstawowa wiedza z zakresu Fizyki, Podstaw i Projektowania Systemów Automatyki, Teorii Sterowania, Maszyn Elektrycznych i Układów Napędowych i Energoelektroniki. Wymagana znajomość języka programowania C w stopniu umożliwiającym implementację struktur regulacji.

Kryteria oceniania

Metody oceniania:
Zrealizowane ćwiczenia podczas zajęć laboratoryjnych - W1 – W4, U1, K1, K3
Zadanie projektowe - W4 – W6, U1 – U7, K2, K3
Kryteria oceniania:
Laboratorium: zaliczenie na ocenę na podstawie obecności oraz łącznej liczby punktów z ćwiczeń zrealizowanych na zajęciach i projektu zaliczeniowego
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.

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

1. J. Brzózka, Regulatory i układy automatyki, MIKOM, 2004
2. L. Grzesiak, B. Ufnalski, A. Kaszewski, Sterowanie napędów elektrycznych – analiza, modelowanie i projektowanie, PWN, 2016.
3. M. Nowak, R. Barlik, Poradnik inżyniera energoelektronika, Tom 1 i 2 Wydawnictwo WNT.
4. G. Sieklucki, B. Bisztyga, A. Zdrojewski, T. Orzechowski, R. Sykulski, Modele i zasady sterowania napędami elektrycznymi, Wydawnictwa AGH, Kraków 2014.
5. A. Królikowski, D. Horla, J. Ziętkiewicz, Identyfikacja obiektów sterowania. Metody dyskretne parametryczne. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. Poznań 2017.
6. M. M. Michałek, Wprowadzenie do identyfikacji systemów. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. Poznań 2023.

Więcej informacji

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

Strona przedmiotu 0800-STERPRED w USOSweb