Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S1)

Sylabus przedmiotu Elementy programowania matematycznego:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Elementy programowania matematycznego
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Automatyki i Robotyki
Nauczyciel odpowiedzialny Przemysław Orłowski <Przemyslaw.Orlowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 12 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW6 15 1,20,62egzamin
laboratoriaL6 30 2,80,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość podstaw informatyki
W-2Znajomość podstaw matematyki
W-3Komputerowe wspomaganie prac inżynierskich
W-4Podstawy automatyki i robotyki

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zaznajomienie studentów z klasycznymi metodami i rezultatami z zakresu teorii i praktyki optymalizacji.
C-2Nabycie umiejętności wykorzystywania wbudowanych procedur standardowych do rozwiązywania praktycznych zagadnień identyfikacji i optymalizacji układów sterowania.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Wprowadzenie do ćwiczeń1
T-L-2Sformułowanie praktycznego zadania programowania matematycznego2
T-L-3Analiza działania wybranych algorytmów programowania matematycznego2
T-L-4Metody gradientowe2
T-L-5Rozwiązywanie zadań programowania matematycznego z ograniczeniami2
T-L-6Zastosowanie niedeterministycznych metod programowania matematycznego2
T-L-7Programowanie matematyczne w układach sterowania2
T-L-8Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w prostym układzie sterowania3
T-L-9Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla optymalnego układu sterowania4
T-L-10Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla układu sterowania z dwoma regulatorami4
T-L-11Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w zagadnieniach identyfikacji parametrów modelu4
T-L-12Zaliczenie formy zajęć2
30
wykłady
T-W-1Wiadomości podstawowe, sformułowanie zagadnienia programowania matematycznego, zmienne projektowe, funkcja celu, podstawowe własności2
T-W-2Metody poszukiwań prostych dla zagadnień jedno i wielowymiarowych2
T-W-3Zastosowanie metod gradientowych w zadaniach programowania matematycznego2
T-W-4Techniki rozwiązywania zadań programowania matematycznego z ograniczeniami3
T-W-5Zastosowanie metod niedeterministycznych w rozwiązywaniu wielomodalnych zagadnień programowania matematycznego6
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2opracowanie wyników z laboratorium15
A-L-3przygotowanie się do kolokwium25
70
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2uzupełnianie wiedzy z literatury7
A-W-3przygotowanie się do egzaminu6
A-W-4Egzamin2
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny
M-2wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: ocena wystawiana na podstawie składanych sprawozdań
S-2Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych
S-3Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie wykładów

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_1A_O06-2_W01
Student poprawnie wykorzystuje kilka narzędzi programowania matematycznego.
AR_1A_W03, AR_1A_W06C-2, C-1T-W-4, T-W-3, T-W-1, T-W-2, T-W-5M-1, M-2, M-3S-3, S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_1A_C30.2_U01
Student potrafi zastosować programowanie matematyczne w zagadnieniach inżynierskich.
AR_1A_U01, AR_1A_U19C-2T-L-12, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-7M-3S-1, S-2
AR_1A_O06-2_U19
Student prezentuje wyniki z umiejętnością ich efektywnej analizy.
AR_1A_U01, AR_1A_U19C-2, C-1T-L-12, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-7, T-L-2, T-L-3, T-L-6, T-L-4, T-L-1, T-L-5M-1, M-2, M-3S-3, S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_1A_O06-2_W01
Student poprawnie wykorzystuje kilka narzędzi programowania matematycznego.
2,0Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2).
3,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25).
3,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75).
4,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25).
4,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75).
5,0Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
AR_1A_C30.2_U01
Student potrafi zastosować programowanie matematyczne w zagadnieniach inżynierskich.
2,0Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2).
3,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25).
3,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75).
4,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25).
4,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75).
5,0Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75.
AR_1A_O06-2_U19
Student prezentuje wyniki z umiejętnością ich efektywnej analizy.
2,0Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2).
3,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25).
3,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75).
4,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25).
4,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75).
5,0Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75.

Literatura podstawowa

  1. A. Stachurski, A. P. Wierzbicki, Podstawy optymalizacji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2001
  2. J. Seidler, A. Badach, W. Molisz, Metody rozwiązywania zadań optymalizacji, WNT, Warszawa, 1980
  3. W. Findeisen, J. Szymanowski, A. Wierzbicki, Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji, PWN, 1980
  4. Kalinowski K., Metody optymalizacji, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 2000
  5. Kusiak J., Danielewska-Tułecka A., Oprocha P., Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowan, PWN, Warszawa, 2009

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Wprowadzenie do ćwiczeń1
T-L-2Sformułowanie praktycznego zadania programowania matematycznego2
T-L-3Analiza działania wybranych algorytmów programowania matematycznego2
T-L-4Metody gradientowe2
T-L-5Rozwiązywanie zadań programowania matematycznego z ograniczeniami2
T-L-6Zastosowanie niedeterministycznych metod programowania matematycznego2
T-L-7Programowanie matematyczne w układach sterowania2
T-L-8Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w prostym układzie sterowania3
T-L-9Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla optymalnego układu sterowania4
T-L-10Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla układu sterowania z dwoma regulatorami4
T-L-11Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w zagadnieniach identyfikacji parametrów modelu4
T-L-12Zaliczenie formy zajęć2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wiadomości podstawowe, sformułowanie zagadnienia programowania matematycznego, zmienne projektowe, funkcja celu, podstawowe własności2
T-W-2Metody poszukiwań prostych dla zagadnień jedno i wielowymiarowych2
T-W-3Zastosowanie metod gradientowych w zadaniach programowania matematycznego2
T-W-4Techniki rozwiązywania zadań programowania matematycznego z ograniczeniami3
T-W-5Zastosowanie metod niedeterministycznych w rozwiązywaniu wielomodalnych zagadnień programowania matematycznego6
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2opracowanie wyników z laboratorium15
A-L-3przygotowanie się do kolokwium25
70
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2uzupełnianie wiedzy z literatury7
A-W-3przygotowanie się do egzaminu6
A-W-4Egzamin2
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_O06-2_W01Student poprawnie wykorzystuje kilka narzędzi programowania matematycznego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_W03Ma wiedzę z informatyki i jej zastosowań przemysłowych niezbędną w nowoczesnej automatyce i robotyce.
AR_1A_W06Ma uporządkowaną wiedzę z teorii sterowania i systemów w zakresie opisu, analizy i syntezy układów sterowania.
Cel przedmiotuC-2Nabycie umiejętności wykorzystywania wbudowanych procedur standardowych do rozwiązywania praktycznych zagadnień identyfikacji i optymalizacji układów sterowania.
C-1Zaznajomienie studentów z klasycznymi metodami i rezultatami z zakresu teorii i praktyki optymalizacji.
Treści programoweT-W-4Techniki rozwiązywania zadań programowania matematycznego z ograniczeniami
T-W-3Zastosowanie metod gradientowych w zadaniach programowania matematycznego
T-W-1Wiadomości podstawowe, sformułowanie zagadnienia programowania matematycznego, zmienne projektowe, funkcja celu, podstawowe własności
T-W-2Metody poszukiwań prostych dla zagadnień jedno i wielowymiarowych
T-W-5Zastosowanie metod niedeterministycznych w rozwiązywaniu wielomodalnych zagadnień programowania matematycznego
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny
M-2wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie wykładów
S-1Ocena formująca: ocena wystawiana na podstawie składanych sprawozdań
S-2Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2).
3,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25).
3,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75).
4,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25).
4,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75).
5,0Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_C30.2_U01Student potrafi zastosować programowanie matematyczne w zagadnieniach inżynierskich.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U01Wykorzystuje wiedzę matematyczną i stosuje odpowiednie narzędzia informatyczne do modelowania, analizy i symulacji zjawisk fizycznych, algorytmów przetwarzania sygnałów, działania prostych układów sterowania oraz syntezy prostych algorytmów sterowania.
AR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Cel przedmiotuC-2Nabycie umiejętności wykorzystywania wbudowanych procedur standardowych do rozwiązywania praktycznych zagadnień identyfikacji i optymalizacji układów sterowania.
Treści programoweT-L-12Zaliczenie formy zajęć
T-L-8Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w prostym układzie sterowania
T-L-9Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla optymalnego układu sterowania
T-L-10Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla układu sterowania z dwoma regulatorami
T-L-11Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w zagadnieniach identyfikacji parametrów modelu
T-L-7Programowanie matematyczne w układach sterowania
Metody nauczaniaM-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: ocena wystawiana na podstawie składanych sprawozdań
S-2Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2).
3,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25).
3,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75).
4,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25).
4,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75).
5,0Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięAR_1A_O06-2_U19Student prezentuje wyniki z umiejętnością ich efektywnej analizy.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_1A_U01Wykorzystuje wiedzę matematyczną i stosuje odpowiednie narzędzia informatyczne do modelowania, analizy i symulacji zjawisk fizycznych, algorytmów przetwarzania sygnałów, działania prostych układów sterowania oraz syntezy prostych algorytmów sterowania.
AR_1A_U19Umie sformułować zadanie sterowania, zaprojektować układ sterowania i zoptymalizować jego działanie.
Cel przedmiotuC-2Nabycie umiejętności wykorzystywania wbudowanych procedur standardowych do rozwiązywania praktycznych zagadnień identyfikacji i optymalizacji układów sterowania.
C-1Zaznajomienie studentów z klasycznymi metodami i rezultatami z zakresu teorii i praktyki optymalizacji.
Treści programoweT-L-12Zaliczenie formy zajęć
T-L-8Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w prostym układzie sterowania
T-L-9Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla optymalnego układu sterowania
T-L-10Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego dla układu sterowania z dwoma regulatorami
T-L-11Sformułowanie i rozwiązanie zadania programowania matematycznego w zagadnieniach identyfikacji parametrów modelu
T-L-7Programowanie matematyczne w układach sterowania
T-L-2Sformułowanie praktycznego zadania programowania matematycznego
T-L-3Analiza działania wybranych algorytmów programowania matematycznego
T-L-6Zastosowanie niedeterministycznych metod programowania matematycznego
T-L-4Metody gradientowe
T-L-1Wprowadzenie do ćwiczeń
T-L-5Rozwiązywanie zadań programowania matematycznego z ograniczeniami
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny
M-2wykład problemowy
M-3Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie wykładów
S-1Ocena formująca: ocena wystawiana na podstawie składanych sprawozdań
S-2Ocena podsumowująca: ocena wystawiana na zakończenie cyklu ćwiczeń laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jakakolwiek forma oceny jest niezaliczona (tj. ocena 2).
3,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach (2,3.25).
3,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.25,3.75).
4,0Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <3.75,4.25).
4,5Średnia ważona z form ocen zawiera się w przedziałach <4.25,4.75).
5,0Średnia ważona z form ocen wynosi co najmniej 4.75.