Системи керування та робототехніка

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка
Код дисципліни: 6.172.07.E.164
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: Старший викладач Протасевич В.Г.
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: заочна
Результати навчання: - Засвоєні знання про особливості принципів побудови роботів та систем керування роботами. - Засвоєні знання про принципи математичного опису складових частин роботів та робототехнічних систем. - Уміння розраховувати параметри та створювати математичні моделі функціональних вузлів роботів. - Уміння оцінювати якісні показники роботи роботів (точність, швидкодію, стійкість). - Володіння навиками математичного розрахунку механічних вузлів робототехнічних пристроїв. - Володіння навиками програмування мікроконтролерів автоматичних та автоматизованих систем керування роботами. - Володіння навиками застосування контрольно-вимірювальної апаратури для налаштування та відлагодження роботи роботів.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити: Функції комплексної змінної та операційне числення . Основи теорії кіл. Сигнали та процеси в радіотехніці. Аналогові електронні пристрої. Кореквізити:Цифрові пристрої та мікропроцесори
Короткий зміст навчальної програми: Класифікація роботів. Покоління роботів. Основні визначенння робототехніки. Функціональна схема робота. Програмно керовані роботи, адаптивні та інтелектуальні роботи. Роботи-мініпулятори. Ступені свободи. Кінематична модель. Пряма та обернена задачі кінематики. Матриці повороту. Ланки, зчленування та їх параметри. Представлення Денавіта-Хартенберга. Рівняння кінематики маніпулятора. Динамічна модель маніпулятора. Рівняння руху маніпулятора. Розрахунок дволанкового маніпулятора. Планування траекторій маніпулятора. Системи керування маніпуляторами. Побудова блок-схеми маніпулятора. Передавальна функція одного зчленування. Керування на основі зворотного зв'язку одним зчленуванням маніпулятора. Критерії працездатності та стійкості роботів-маніпуляторів. Розрахунок маніпулятора за точністю. Розрахунок помилки позиціонування робота за степенями свободи. Мобільні роботи. Кінематична модель. Маневреність мобільних роботів. Ступені мобільності та ступені керованості моб. роботів. Робоче поле моб. робота. Голономні роботи . Траекторія руху моб. роботів. Локалізація положення та навігація моб. роботів. Системи керування моб роботами. Системи з розімкненим контуром керування. (Рух вздовж лінії). Системи з замкненим контуром керування. Закони керування. П-, ПІ-, та ПІД-регулятори. Давачі. Класифікація давачів. Цифрові та аналогові давачі. Пристрої позиціонування. Гіроскоп, акселерометр, інклінометр, компас. Лазерні, ультразвукові та візуальні вимірювачі відстані. Давачі руху та швидкості. Тактильні давачі. Силомоментні давачі. Виконавчі механізми. Двигуни постійного струму. Н-міст. Крокові двигуни. ШИМ-керування. Приводи роботів. Системи технічного зору. Задача розпізнавання образів та їх типів. Основи теорії аналізу та розпізнавання образів. Сегментація зображень. Виділення контурів. Програмне керування роботами. Мови програмування для робототехнічних систем. Програмні симулятори.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль (30 %): письмові звіти з лабораторних робіт (20 %),виконання контрольних завдань та усне опитування (10 %). залік диференційований (70 %, письмово-усна форма).
Рекомендована література: 1. Braunl, Thomas. “Embedded Robotics: Mobile Robot Design and Applications with Embedded Systems”, Second Edition, - Springer-Verlag Berlin, 2006. ISBN-10 3-540-34318-0 2. Nehmzow, U. - “Mobile Robotics: A Practical Introduction”, Springer-Verlag Berlin. 2003. ISBN 1-85233-173-9 3. Murphy Robin R. “Introduction to AI Robotics”, The MIT Press Cambridge, Massachusetts,London, England. 2000 4. Golnaraghi, F.,Kuo, Benjamin C. “Automatic Control Systems” -. Tenth edition, – McGrawHill, N.Y., 2017. ISBN: 978-1-25-964384-2 5. Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. - М.:Мир, 1989. - 624с., ил. 6. Perutka Karel. “MATLAB for Engineers: Applications in Control, Electrical Engineering, IT and Robotics “, In Tech , Rijeka , 2011 ISBN 978-953-307-914