Matematyka – 150 h
Algebra liniowa. Analiza matematyczna. Równania różniczkowe i różnicowe. Przekształcenia Laplace’a i Z. Podstawy matematyki dyskretnej. Metody probabilistyczne. Statystyka. Metody numeryczne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozwiązywania zagadnień formułowanych w postaci opisów algebraicznych; stosowania opisu matematycznego do procesów dynamicznych, ciągłych i dyskretnych; formułowania opisów niepewności; posługiwania się procedurami numerycznymi.
Fizyka – 60 h
Dynamika układów punktów materialnych. Elementy mechaniki relatywistycznej. Podstawowe prawa elektrodynamiki i magnetyzmu. Optyka geometryczna i falowa. Elementy optyki relatywistycznej. Podstawy akustyki. Mechanika kwantowa i budowa atomu. Fizyka laserów. Podstawy krystalografii. Metale i półprzewodniki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
pomiaru podstawowych wielkości fizycznych; analizy zjawisk fizycznych; rozwiązywania zagadnień z zakresu techniki w oparciu o prawa fizyki.
Informatyka – 120 h
Podstawy programowania. Algorytmy i struktury danych. Języki programowania. Podstawy architektury komputerów i systemów operacyjnych. Sieci komputerowe. Bazy danych. Metody sztucznej inteligencji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
programowania proceduralnego i obiektowego; rozumienia struktury i zasady działania komputera; rozumienia podstawowych mechanizmów systemów operacyjnych; korzystania z sieci komputerowych; korzystania z baz danych; korzystania z metod sztucznej inteligencji.
Sygnały i systemy dynamiczne
Reprezentacje sygnałów: ciągłych, dyskretnych i okresowych. Przetwarzanie sygnałów. Podstawy transmisji sygnałów. Liniowe układy dynamiczne – sposoby ich opisywania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy i przetwarzania sygnałów ciągłych i dyskretnych w czasie; opisywania systemów liniowych; analizy transmisji sygnałów przez systemy liniowe.
Automatyka
Rodzaje i struktury układów sterowania. Elementy układu regulacji. Modele układów dynamicznych i sposoby ich analizy. Transmitancje operatorowa i widmowa. Badanie stabilności. Projektowanie liniowych układów regulacji w dziedzinie częstotliwości. Regulator PID – dobór nastaw.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia podstawowych struktur układów sterowania; opisu i analizy liniowego układu dynamicznego w dziedzinie czasu i zmiennej zespolonej; badania stabilności; projektowania prostego układu regulacji metodami częstotliwościowymi; doboru nastaw regulatora PID.
Sterowanie procesami dyskretnymi
Przykłady procesów zdarzeń dyskretnych. Sterowanie sekwencyjne, symulacja, priorytetowe reguły szeregowania, sieci kolejkowe. Modele optymalizacyjne: grafowe, kombinatoryczne, programowania dyskretnego. Złożoność obliczeniowa. Algorytmy optymalizacji – dokładne i przybliżone. Warstwowe struktury sterowania. Sterowanie a zarządzanie.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy problemów; tworzenia prostych modeli symulacyjnych; formułowania zadań optymalizacyjnych; posługiwania się wybranymi algorytmami; analizy i interpretacji rozwiązań.
Mechanika i wytrzymałość materiałów
Zasady mechaniki. Podstawowe modele ciał w mechanice technicznej. Układy sił i ich redukcja. Równowaga układów płaskich i przestrzennych – warunki równowagi, równania równowagi i ich rozwiązywanie. Analiza statyczna belek, kratownic i ram. Elementy teorii stanu naprężenia i odkształcenia. Układy liniowo-sprężyste. Naprężenia dopuszczalne. Hipotezy wytężeniowe. Analiza wytężania elementów maszyn. Analiza wytrzymałościowa płyt i powłok cienkościennych. Wytrzymałość zmęczeniowa. Elementy kinematyki i dynamiki punktu materialnego, układu punktów materialnych i bryły sztywnej. Podstawy teorii drgań dyskretnych układów mechanicznych. Elementy teorii maszyn i mechanizmów. Statyka płynów. Elementy kinematyki płynów. Równanie Bernoulliego. Przepływy laminarne i turbulentne. Przepływy przez kanały zamknięte i otwarte. Równanie Naviera-Stokesa. Podobieństwa zjawisk przepływowych. Przepływy potencjalne i dynamika gazów. Podstawy mechaniki komputerowej. Zastosowania technik komputerowych w mechanice.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozwiązywania problemów technicznych w oparciu o prawa mechaniki; wykonywania analiz wytrzymałościowych elementów maszyn.
Elektrotechnika i elektronika
Podstawy miernictwa. Podstawy teorii obwodów. Proste układy analogowe. Cyfrowe układy elektroniczne. Przetworniki A/C i C/A. Technika mikroprocesorowa. Podstawy napędu elektrycznego.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy i projektowania prostych układów elektronicznych; projektowania układów cyfrowych i mikroprocesorowych.
Sterowanie procesami ciągłymi
Równania stanu. Sprzężenie zwrotne od stanu. Przesuwanie biegunów, obserwatory stanu. Dyskretne układy regulacji. Struktury z regulatorem PID. Zasada regulacji predykcyjnej – przykładowa realizacja. Warstwowa struktura układów sterowania – jej realizacje przemysłowe.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania ciągłych i dyskretnych układów regulacji procesami ciągłymi ze sprzężeniem od wyjścia lub stanu.
Robotyka
Rodzaje robotów – ich cechy charakterystyczne oraz główne elementy składowe. Metody opisu położenia i orientacji brył sztywnych. Kinematyka robotów – wyznaczanie trajektorii, metody przetwarzania informacji z czujników. Napędy, sterowanie pozycyjne, serwomechanizmy. Chwytaki i ich zastosowania. Podstawy programowania robotów. Nawigacja pojazdami autonomicznymi. Dynamika robotów. Robotyczne układy holonomiczne i nie-holonomiczne w odniesieniu do zadania planowania i sterowania ruchem. Sterowanie pozycyjno-siłowe. Podstawy metod rozpoznawania otoczenia. Języki programowania robotów. Struktury programowe. Zaawansowane zagadnienia dotyczące sterowania robotów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania prostych robotów składanych ze standardowych podzespołów; implementacji podstawowego oprogramowania sterującego robotami; projektowania prostych układów sterowania robotami.
Systemy czasu rzeczywistego
Specyfika systemów czasu rzeczywistego. Systemy operacyjne czasu rzeczywistego. Sieci przemysłowe. Rozproszone systemy automatyki.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
projektowania, implementacji i integracji rozproszonych systemów pracujących w czasie rzeczywistym.
Wspomaganie decyzji
Podstawy wspomagania decyzji, modelowania sytuacji decyzyjnych, reprezentacji niepewności oraz analizy wielokryterialnej. Synteza optymalnych reguł decyzyjnych. Parametryczne reguły decyzyjne. Decyzje w oparciu o powtarzaną optymalizację. Scenariusze wielowariantowe. Systemy komputerowe wspomagania decyzji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
modelowania sytuacji decyzyjnych; analizy wielokryterialnej; stosowania optymalnych i parametrycznych reguł decyzyjnych oraz powtarzanej optymalizacji; posługiwania się systemami komputerowego wspomagania decyzji.
Teoria i metody optymalizacji
Programowanie liniowe. Warunki optymalności. Metody nieliniowej optymalizacji lokalnej bez ograniczeń i z ograniczeniami. Podstawy optymalizacji dyskretnej i mieszanej. Metoda podziału i ograniczeń. Optymalizacja globalna. Algorytmy ewolucyjne.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
implementacji algorytmów optymalizacji dla zadań ciągłych bez ograniczeń i z ograniczeniami oraz zadań dyskretnych; implementacji algorytmów ewolucyjnych; wykorzystywania procedur standardowych.
Modelowanie i identyfikacja
Obiekty, modele i niepewność. Struktury modeli i błędy modelowania. Metoda najmniejszych kwadratów. Statyczne modele liniowe. Metody rekurencyjne estymacji parametrów. Liniowe modele dynamiczne. Modele adaptacyjne. Modelowanie nieliniowe statyki i dynamiki z wykorzystaniem systemów rozmytych i sieci neuronowych. Testowanie modeli.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystania obserwacji do budowy i testowania modeli liniowych i nieliniowych; prognozowania sygnałów na podstawie modeli.
Teoria sterowania
Stabilność metody Lapunowa, kryteria stabilności absolutnej. Zadania sterowania optymalnego – zasada Hamiltona-Bellmana, zasada maksimum, programowanie dynamiczne, sprowadzanie zadań sterowania optymalnego do programowania matematycznego. Problemy liniowo-kwadratowe – metody rozwiązywania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
analizy stabilności liniowych i nieliniowych układów sterowania; formułowania i rozwiązywania zadań sterowania optymalnego; rozwiązywania liniowo-kwadratowych problemów sterowania.
