Transcript Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015

Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Kierunek: Automatyka i Robotyka
Studia wielostopniowe, stopień I
– rok III, semestr V
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
1
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
Z wykazu przedmiotów obowiązujących na V semestrze kierunku
AiR, specjalność Automatyka i Systemy Sterowania:
MiPI5: Modelowanie i podstawy
identyfikacji
 Dyspozycje Programu Studiów:
Wykłady: 30 godzin (śr. 2godz/tyg.)
Ćwiczenia: 15 godzin (śr. 1godz/tyg.)
Laboratorium: 15 godzin (śr. 1godz/tyg.)
Liczba punktów ECTS: 4
Sposób zaliczenia: Egzamin

Realizacja:
Wykłady: Bloki wykładów co najmniej 2godz./tyg.w terminach
wykładu z MiPI i/lub SD
Ćwiczenia: 7x2godz./tyg. (zajęcia tematyczne) + 1godz. w poczet
kolokwium
Laboratorium: 7x2godz./tyg. (zajęcia tematyczne) + 1 godzina w
poczet kolokwium
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
2
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
Prowadzący:
Kazimierz Duzinkiewicz
dr hab. inż.
(odpowiedzialny za przedmiot)
- wykład
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Michał Grochowski
dr inż.
- ćwiczenia
+ laboratorium
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
3
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
Dodatkowo ustalamy:
1. Odpowiedzialny za przedmiot może w uzasadnionych przypadkach zwolnić
studenta z udziału w niektórych zajęciach
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
4
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
 Szczegółowy program przedmiotu i literatura – zostanie przedstawiony na
dzisiejszym wykładzie i następnie umieszczony na stronie internetowej
przedmiotu w okresie tygodnia
 Zasady zaliczenia przedmiotu: – zostaną przedstawione i omówione na
dzisiejszym wykładzie i następnie umieszczone na stronie internetowej
przedmiotu w okresie tygodnia
 Godziny konsultacji – do uzgodnienia. Propozycje prowadzących
zostaną podane na stronie internetowej przedmiotu w okresie
tygodnia
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
5
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015

Zaliczenie przedmiotu:
1.Elementy brane pod uwagę:
* uczestnictwo w zajęciach
* przygotowanie i aktywność w czasie zajęć
* jakość wykonywanych prac pisemnych (sprawdziany, kolokwia)
* terminowość wykonywanych prac pisemnych
* samodzielność wykonywanych prac
2.System punktowy:
* ocena poszczególnych elementów branych pod uwagę przy określaniu
łącznej oceny zaliczenia przedmiotu odbywa się w punktach
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
6
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
3.Łączna ocena z przedmiotu:
* łączna ocena z przedmiotu uzyskiwana jest ze złożenia ocen cząstkowych
określonych jako: ocena uczestnictwa w wykładach, ocena zaliczenia
kolokwium, ocena zaliczenia ćwiczeń, ocena zaliczenia laboratorium,
ocena zaliczenia egzaminu
* wagi stosowane przy składaniu oceny łącznej z przedmiotu wynoszą:
uczestnictwo w wykładach – 0.075, zaliczenie kolokwium – 0.25,
zaliczenie ćwiczeń – 0.15, zaliczenie laboratoriów – 0.10, egzamin – 0.425
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
7
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
4.Ocena uczestnictwa w wykładach:
* uczestnictwo w wykładzie pozwala uzyskiwać punkty do oceny końcowej
zaliczenia przedmiotu
* poziom procentowy oceny uczestnictwa w wykładach oblicza się
następująco:
%U 
punkty za uczestnictwo w wykladach
100%
m aksym alnam ozliwaliczba punktowza uczestnictwo w wykladach
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
8
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
5.Ocena zaliczenia kolokwium:
* w trakcie semestru przewidziane jest jedno kolokwium
* kolokwium obejmuje materiał przerobiony podczas wykładów, ćwiczeń i
laboratoriów
* każdy piszący kolokwium ma prawo wglądu do swojej pracy po ogłoszeniu
wyników – w jego wyniku ocena kolokwium może ulec korekcie, jeżeli ustalone
zostaną uchybienia w sprawdzaniu
* pisanie kolokwium jest obowiązkowe; niepisanie kolokwium oznacza uzyskanie
0pkt.
* nieobecność na kolokwium usprawiedliwia: choroba, ważny przypadek losowy,
udział w wydarzeniach ważnych dla Uczelni lub Wydziału; nieobecność można
usprawiedliwić u odpowiedzialnego za przedmiot w okresie tygodnia od daty
ustania przyczyny nieobecności, po tym terminie usprawiedliwienia nie będą
honorowane
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
9
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
5.Ocena zaliczenia kolokwium – c.d.:
* studenci, którzy usprawiedliwią nieobecność na kolokwium mogą je odbyć
w terminie uzgodnionym z odpowiedzialnym za przedmiot, nie
późniejszym jednak niż dzień zakończenia semestru
* poziom procentowy oceny zaliczenia kolokwium oblicza się następująco:
%K 
punkty za kolokwium
100%
m aksym alnam ozliwaliczba punktowza kolokwium
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
10
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
6.Ocena zaliczenia ćwiczeń:
* szczegółowe zasady oceniania związane z ćwiczeniami zostaną podane
podczas pierwszych ćwiczeń
* poziom procentowy oceny zaliczenia ćwiczeń oblicza się następująco:
%C 
punkty za cwiczenia
100%
m aksym alnam ozliwaliczba punktowza cwiczenia
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
11
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
7.Ocena zaliczenia laboratoriów:
* szczegółowe zasady oceniania związane z zajęciami laboratoryjnymi
zostaną podane podczas pierwszych zajęć laboratoryjnych
* poziom procentowy oceny zaliczenia laboratorium oblicza się
następująco:
%L 
punktyuzyskane podczaslaboratorium
100%
m aksym alnam ozliwa liczba punktow za laboratorium
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
12
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
8.Ocena zaliczenia egzaminu:
* każdy termin egzaminu przewidzianego regulaminem studiów może mieć
dwie części – pisemną i ustną
* do ewentualnego egzaminu ustnego mogą przystąpić osoby, które
zaliczyły część pisemną
* egzamin obejmuje materiał przerabiany podczas wykładów, ćwiczeń oraz
laboratoriów
* każdy zdający egzamin ma prawo wglądu do swojej pracy po ogłoszeniu
wyników – w jego wyniku ocena egzaminu może ulec korekcie, jeżeli
ustalone zostaną uchybienia w sprawdzaniu
* nie przystąpienie do egzaminu w żadnym terminie oznacza uzyskanie
0pkt.
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
13
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
8.Ocena zaliczenia egzaminu – c.d.:
* poziom procentowy zaliczenia egzaminu w terminie podstawowym lub
poprawkowym wylicza się następująco:
%E 
punkty za egzam in pisem ny punkty za egzam in ustny
100%
m aksym alnam ozliwaliczba punktow
* sumaryczny poziom procentowy zaliczenia egzaminu przy n-krotnym jego
zdawaniu wynosi: (n=1 – egz. w terminie podstawowym ; n=2 – egz. w terminie poprawkowym; ……..)
- dla n=1:
%E  %E1
- dla n=2:
%E  0.1%En 1  0.9%En
- dla n=3:
%E  0.2%En 1  0.8%En
................
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
14
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
9.Kary za niesamodzielność wykonywanych prac:
* wszelkie materiały przygotowane do realizacji tematu ćwiczeń,
laboratoriów, odpowiedzi i rozwiązania dawane podczas kolokwium, itp.
muszą być własnego autorstwa
* stwierdzenie naruszenia tego wymagania prowadzi do „wyzerowania”
liczby punktów uzyskiwanych za dany element wnoszący wkład punktowy
do zaliczania przedmiotu
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
15
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
10.Wyliczenie oceny zaliczenia przedmiotu
* ocenę procentową zaliczenia przedmiotu wylicza się następująco:
OCENA%  0.075 %U  0.25%K  0.15%C  0.10%L  0.425%E
* ocenę zaliczenia przedmiotu ustala się w oparciu o tabelę:
Ocena%
Ocena
≥ 0  ≤ 50
2
> 50  ≤ 60
3
> 60  ≤ 70
3.5
> 70  ≤ 80
4
> 80  ≤ 87.5
4.5
> 87.5  ≤ 95
5
> 95  ≤ 100
5.5
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
16
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015

Szczegółowy program przedmiotu - Cele przedmiotu
Celem przedmiotu jest prezentacja podstaw nowoczesnych metod
modelowania systemów oraz podstaw estymacji ich parametrów. Na
potrzeby tego przedmiotu modelowanie będzie rozumiane jako proces
ustalania struktury modelu w oparciu o dostępną wiedzę i dostępne
obserwacje. Przedstawione zostaną technologie analityczne, rozmyte i
neuronowe. Identyfikacja będzie rozumiana jako proces ustalania
wartości parametrów modelu o wybranej strukturze. Zwrócona
zostanie uwaga na możliwy iteracyjny charakter realizacji
wymienionych procesów.
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
17
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
Na zakończenie semestru powinniście:
 posiadać znajomość istotnych elementów procesu budowania modeli
systemów dynamicznych, o technicznej naturze, wykorzystującego
podstawowe prawa zachowania,
 posiadać znajomość istotnych elementów tworzenia modeli systemów
dynamicznych, o technicznej
naturze, opierającego się na danych
pomiarowych lub informacji lingwistycznej,
 posiadać znajomość podstawowych technologii identyfikacji parametrów
modeli systemów dynamicznych,
 potrafić korzystać z nowoczesnych inżynierskich narzędzi modelowania i
identyfikacji systemów dynamicznych
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
18
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
Szkic rozplanowania przedmiotu
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu. Wprowadzenie.
Definicje pojęć związanych z modelowaniem matematycznym i z zakresem
przedmiotu
Charakterystyka podstawowych etapów i kroków modelowania
systemów dynamicznych
Budowa modeli matematycznych w oparciu o prawa zachowania –
white-box modelling. Modele wejście-wyjście, modele przestrzeni stanu.
Linearyzacja
W1
W1-W2
W2-W4
Modele wejście-wyjście, modele przestrzeni stanu. Realizowalność.
W5-W6
Budowa modeli matematycznych w oparciu o dane pomiarowe –
black-box modelling. Estymacja parametrów – algorytmy wsadowe
W7-W9
Przekształcenia podobieństwa. Postacie kanoniczne modeli przestrzeni stanu
Budowa modeli rozmytych
W10-W12
Budowa modeli neuronowych
W13-W15
Dalsze zagadnienia w modelowaniu matematycznym. Podsumowanie
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
W15
19
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
Termin kolokwium
4.XII.2014r.(czwartek)
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
20
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
 Strona internetowa przedmiotu
Wszelkie informacje i materiały będą dostępne na stronie
przedmiotu:
http://www.eia.pg.gda.pl/kiss/dydaktyka/mipi
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
21
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
 Źródła
Przygotowując zajęcia będę korzystał m.in. z:
Literatura:
1. Roffel, B., Betlem, B. (2006). Process Dynamic and Control. Modelling for
Control and Prediction. John Wiley & Sons, Ltd.
2. Ljung, L., Glad, T. (1994). Modelling of Dynamic Systems. Prentice Hall.
3. Nelles, O. (2001). Nonlinear Systems Identification. From Classical
Approaches to Neural Networks and Fuzzy Models. Springer-Verlag.
4. Zhang, H., Liu, D. (2006). Fuzzy Modelling and Fuzzy Control. Birkhäuser
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
22
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
MiPI5: Modelowanie i podstawy identyfikacji
Semestr zimowy roku akademickiego 2014/2015
 Materiały
Wykłady: kopie slajdów publikowane na stronie internetowej
przedmiotu
Ćwiczenia: opracowane dla poszczególnych tematów materiały do
przygotowania do zajęć oraz zadania ćwiczeniowe
publikowane na stronie internetowej
Laboratoria: opracowane dla poszczególnych tematów materiały
do przygotowania do zajęć oraz zadania ćwiczeniowe
publikowane na stronie internetowej
 Narzędzia
Oprogramowanie: MATLAB/Simulink - dostarczane przez Katedrę
Inżynierii Systemów Sterowania
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
23
Modelowanie i podstawy identyfikacji 2014/2015
Organizacja prowadzenia i program przedmiotu
Dziękuję
– koniec materiału prezentowanego podczas wykładu
 Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
24