Sterowanie adaptacyjne

Teoria obwodów,

Teoria sterowania,

Maszyny elektryczne i układy napędowe,

Modelowanie, identyfikacja i symulacja komputerowa,

Teoria i metody optymalizacji

przedmiot fakultatywny

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( godz.):

- udział w wykładach – 15 godz.

- udział w laboratorium – 45 godz.

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( godz.):

- przygotowanie do wykładu – 3 godz.

- przygotowanie do laboratorium – 30 godz.

- przygotowanie do egzaminu – 12 godz.

Łącznie: 105 godz. (5 ECTS)

W1: Ma wiedzę z zakresu modelowania obiektów dynamicznych oraz projektowania i analizy adaptacyjnych układów regulacji – K_W01, K_W07

W2: Charakteryzuje aparat pojęciowy sterowania adaptacyjnego oraz możliwości jego zastosowania w aplikacjach przemysłowych – K_W10

U1: Wykorzystuje narzędzie programistyczne Matlab/Simulink do realizacji projektów w zakresie sterowania adaptacyjnego – K_U05

U2: Analizuje złożoność algorytmów sterowania oraz jakość regulacji – K_U02

U3: Potrafi projektować zaawansowane układy sterowania adaptacyjnego przeznaczone do różnych zastosowań – K_U12

K1: Rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera związane z zastosowaniem sterowania adaptacyjnego – K_K08

K2: Zna ograniczenia własnej wiedzy i umiejętności w zakresie sterowania adaptacyjnego i rozumie potrzebę dalszego kształcenia – K_K02

Metoda dydaktyczna podająca:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metoda dydaktyczna poszukująca:

- laboratoryjna

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- laboratoryjna

Celem zajęć jest przekazanie studentom wiedzy z zakresu sterowania adaptacyjnego. Przedmiot obejmuje zagadnienia związane z syntezą i analizą adaptacyjnych algorytmów sterowania wraz z estymacją parametrów obiektów. Podczas zajęć studenci poznają podstawowe algorytmy adaptacyjne, przykładowe zastosowania regulacji adaptacyjnej w przemyśle a w ramach zajęć laboratoryjnych przeprowadzą proces syntezy i analizy wybranych algorytmów adaptacyjnych.

Wykład:

1. Wstęp

– liniowe sprzężenie zwrotne

– wpływ zmian parametrów obiektu na proces regulacji

– metody adaptacji

– przykładowe aplikacje

2. Estymacja parametrów w czasie rzeczywistym

– metoda najmniejszych kwadratów

– estymacja parametrów w systemach dynamicznych

3. Sterowanie adaptacyjne z modelem odniesienia

– reguła MIT

– wyznaczanie współczynnika adaptacji

– teoria Lyapunova w algorytmach adaptacyjnych

– metoda Widrow’a-Hoff’a w algorytmach adaptacyjnych

– przykładowe aplikacje

4. Autostrojenie regulatorów

– metody bazujące na odpowiedzi układu otwartego

– metody bazujące na odpowiedzi układu ze sprzężeniem zwrotnym

– zastosowanie inspirowanych przyrodą algorytmów optymalizacyjnych

– przykładowe aplikacje

5. Regulatory z harmonogramowaniem wzmocnienia

– zasada działania

– projektowanie regulatora

– przykładowe aplikacje

Laboratorium:

- analiza wpływu zmian parametrów na proces regulacji

- estymacja parametrów

- sterowanie adaptacyjne z modelem odniesienia

- autostrojenie regulatorów

- regulatory z harmonogramowaniem wzmocnienia

Literatura podstawowa:

1. K. Astrom, B. Wittenmark, Adaptive Control, Dover Publ. Inc. 2008

2. A. Królikowski, Sterowanie adaptacyjne z ograniczeniami sygnału sterującego, Wyd. Pol. Poznańskiej, 2004

3. I.D. Landau et al., Adaptive Control, Springer, 2011

Literatura uzupełniająca:

1. Z. Hou, S. Jin, Model Free Adaptive Control, CRC Press, 2014

2. D. Horla, Sterowanie adaptacyjne, Wyd. Pol. Poznańskiej 2010

3. R Szczepanski, T Tarczewski, LM Grzesiak, Application of optimization algorithms to adaptive motion control for repetitive process, ISA Transactions, Elsevier, 2021

4. R Szczepanski, T Tarczewski, LM Grzesiak, PMSM drive with adaptive state feedback speed controller Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences 68 (5), 2021

Metody oceniania:

egzamin pisemny – W1, W2

zaliczenie na ocenę – U1, U2, U3

Kryteria oceniania:

Wykład: egzamin pisemny zawierający pytania otwarte

ndst: <50%

dst: 50% ÷ 59%

dst plus: 60% ÷ 69%

db: 70% ÷79%

db plus: 80% ÷ 89%

bdb: > 90%

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest pozytywna ocena z ćwiczeń laboratoryjnych

Ćwiczenia: zaliczenie na ocenę na podstawie średniej ocen uzyskanych podczas realizacji ćwiczeń laboratoryjnych

ndst: <50%

dst: 50% ÷ 59%

dst plus: 60% ÷ 69%

db: 70% ÷79%

db plus: 80% ÷ 89%

bdb: > 90%

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń.

nie dotyczy