Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowania
Strona główna

Automatyka układów napędowych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-AUNA
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0714) Elektronika i automatyzacja Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Automatyka układów napędowych
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) 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.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Znajomość podstaw elektrotechniki, automatyki, elektroniki, i teorii sterowania.

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot fakultatywny

Całkowity nakład pracy studenta:

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (30 godz.):

- udział w wykładach – 30 godz.


Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (45 godz.):

- przygotowanie do wykładu – 15 godz.

- przygotowanie do egzaminu – 30 godz.


Łącznie: 75 godz. (3 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza:

W1 – zna budowę napędu elektrycznego oraz potrafi wymienić podstawowe komponenty wchodzące w jego skład – K_W05

W2 – orientuje się w trendach rozwojowych mikroprocesorów oraz modułów mocy stosowanych w napędach elektrycznych – K_W04, K_W10

W3 – zna podstawowe parametry oraz wielkości opisujące układ napędowy – KW05, K_W03

W4 – ma uporządkowaną wiedzę dotyczącą własności napędów elektrycznych z silnikami prądu stałego i przemiennego – K_W05

W5 – orientuje się w metodach sterowania momentem i prędkością silników elektrycznych – K_W05

W6 – zna rodzaje regulatorów stosowanych w napędach elektrycznych oraz metody strojenia – K_W09, K_W05

W7 – zna podstawowe metody estymacji zmiennych stanu stosowane w sterowaniu bezczujnikowym – K_W09

Efekty uczenia się - umiejętności:

U1 – potrafi dobrać napęd elektryczny do zadanych kryteriów użytkowych i wymagań eksploatacyjnych – K_U01, K_U08, K_U13

U2 – umie zaproponować strukturę regulacji zapewniającą uzyskanie pożądanej jakości regulacji położenia, prędkości kątowej oraz momentu elektromagnetycznego silnika – K_U10, K_U12

U3 – potrafi wskazać właściwe kryterium doboru nastaw (modułowe optimum, symetryczne optimum, sterowanie z modelem wewnętrznym, optymalizacja liniowo-kwadratowa, lokowanie biegunów) regulatorów stosowanych w napędach elektrycznych (PID, regulator od stanu, regulator histerezowy) – K_U08,

U4 – potrafi określić rodzaj zastosowanej metody sterowania napędem elektrycznych na podstawie dokumentacji – K_U01

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1 – zna ograniczenia związane ze stosowaniem poszczególnych napędów elektrycznych w środowisku przemysłowym – K_K06

Metody dydaktyczne:

Metoda dydaktyczna podająca:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Skrócony opis:

Celem zajęć jest przekazanie studentom podstawowej wiedzy z zakresu automatyki napędów elektrycznych wyposażonych w silniki prądu stałego i przemiennego.

Wykład obejmuje zagadnienia związane z modelowaniem i właściwościami silników elektrycznych oraz topologie przekształtników energoelektronicznych dla napędów elektrycznych.

Omówione zostaną metody syntezy układów regulacji stosowanych w napędach elektrycznych.

Pełny opis:

Wstęp:

- Podstawowe pojęcia stosowane w układach napędowych

- Zastosowanie elektrycznych układów napędowych

- Właściwości maszyn elektrycznych prądu stałego i przemiennego

- Przekształtniki energoelektroniczne w układach napędowych

Napędy prądu stałego

- Modele matematyczne maszyn prądu stałego

-- równania różniczkowe

-- transmitancja operatorowa

-- równania stanu

- Kaskadowe struktury regulacji

-- synteza regulatora prądu typu PI

-- synteza regulatora prądu typu IMC

-- anty-windup

-- synteza regulatora prędkości typu PI

-- dyskretny regulator typu PID

- Regulator od stanu

-- synteza regulatora metodą lokowania biegunów

-- synteza regulatora metodą optymalizacji liniowo-kwadratowej

-- wprowadzenie sygnału referencyjnego

Napędy wykorzystujące silniki o magnesach trwałych

- Rodzaje i właściwości silników

- Układ regulacji prądu dla BLDC

- Model matematyczny silnika PMSM

- Struktury sterowania serwonapędów z PMSM

-- Struktury sterowania prądem stojana

-- Bezpośrednie sterowanie momentem i strumieniem

- Przykładowe zastosowania PMSM

- Napędy prądu przemiennego z silnikami indukcyjnymi

- Budowa i właściwości silników indukcyjnych

- Model matematyczny silnika indukcyjnego

- Przemienniki częstotliwości

- Metody sterowania momentem i prędkością silnika indukcyjnego

-- sterowanie skalarne

-- sterowania wektorowe

- Estymacja zmiennych stanu w napędach elektrycznych

Literatura:

Literatura podstawowa:

1. Kaźmierkowski M.P., Tunia H.: Automatyka napędu przekształtnikowego, PWN, Warszawa 1987

2. Zawirski, K., J. Deskur, T. Kaczmarek. Automatyka napędu elektrycznego. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2012.

3. K. Zawirski: Sterowanie silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych, Wyd. Pol. Poznańskiej, 2005

4. T. Orłowska-Kowalska: Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi, Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej, 2003

Literatura uzupełniająca:

1. Lech. M. Grzesiak, Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych, Warszawa 2009

2. M.P. Kaźmierkowski, F.Blaabjerg, R. Krishnan, Control in power electronics – selected problems, Elsevier, 2002

3. Jerzy Brzózka: Regulatory i układy automatyki, Wyd. Mikom, 2004

4. Z. Grunwald (red.), Napęd Elektryczny, WNT, 1987

5. T. Kaczmarek, Napęd elektryczny robotów, Wyd. Pol. Poznańskiej, 1998

Metody i kryteria oceniania:

Metody oceniania:

egzamin pisemny – W1, W3÷W7, U2, U3

Kryteria oceniania:

Wykład: egzamin pisemny zawierający pytania zamknięte i otwarte

ndst: < 50%

dst: 50% ÷ 60%

dst plus: 61% ÷ 70%

db: 71% ÷ 80%

db plus: 81% ÷ 90%

bdb: > 90%

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.
ul. Jurija Gagarina 11, 87-100 Toruń tel: +48 56 611-40-10 https://usosweb.umk.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.2.0-1 (2024-03-12)