Системи керування та робототехніка

Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка
Код дисципліни: 6.172.07.E.144
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: Старший викладач Протасевич В.Г.
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: .
Завдання: .
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.
Опис: .
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).
Критерії оцінювання результатів навчання: .
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
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
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).