Електромеханічні системи робототехнічних комплексів
Спеціальність: Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
Код дисципліни: 7.141.11.E.024
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Електромехатроніка та комп'ютеризовані електромеханічні системи
Лектор: Біляковський Ігор Євгенович, доцент, канд. техн. наук
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
• здатність до аналізу і синтезу;
• здатність здійснювати пошук, аналізувати і критично оцінювати інформацію з різних джерел.
фахові компетентності:
• знання про тенденції розвитку і найбільш важливі нові розробки в області електротехніки та електромеханіки, а також суміжних;
• знання і розуміння сучасних технологічних процесів та систем технологічної підготовки виробництва; технічних характеристик, конструктивних особливостей, призначення і правил експлуатації електротехнічного і електромеханічного устаткування та обладнання робототехнічних комплексів;
• здатність застосовувати інформаційно-комунікаційні технології та навики програмування для розв’язання типових завдань інженерної діяльності;
• здатність застосовувати аналітичні методи аналізу, математичне моделювання та виконувати фізичні та математичні експерименти для розв’язання інженерних завдань та при проведенні наукових досліджень електромеханічних систем робототехнічних комплексів;
• здатність критично аналізувати основні показники функціонування робото-технічних систем та оцінювати використані технічні рішення та обладнання;
• здатність застосовувати професійно-профільовані знання й практичні навички для створення нових та при обслуговуванні існуючих електроенергетичних, електро¬технічних та електромеханічних систем та їх складових;
• здатність аргументувати вибір методу розв’язування спеціалізованої задачі, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення.
фахові компетентності професійного спрямування:
• знання і розуміння сучасних енергоощадних технологій в промисловості та транспорті;
• здатність застосовувати знання й практичні навички для створення нових та при обслуговуванні існуючих електромеханічних систем робототехнічних комплексів;
Результати навчання: • знання класифікації та особливостей побудови систем керування роботами різних поколінь;
• знання принципів керування рухом промислових роботів з цикловими, позиційними та контурними системами програмного керування, особливостей реалізації адаптивного керування електромеханічними системами робототехнічних комплексів;
• знання принципів побудови математичних моделей багатоланкових маніпуляторів з застосуванням рівнянь Лагранжа-Ейлера та представлення Денавіта-Хартенберга.
• уміння ефективно спілкуватись на професійному та соціальному рівнях, включаючи усну та письмову комунікацію іноземною мовою;
• уміння представляти та обговорювати отримані результати та здійснювати трансфер набутих знань;
• здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи та досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Автоматизовані системи управління технологічними процесами,
• Сучасні електроприводи змінного струму.
Короткий зміст навчальної програми: Циклові, позиційні та контурні системи програмного керування промисловими роботами. Системи керування робототехнічними комплексами на базі програмованих логічних контролерів (ПЛК). Адаптивне керування електромеханічними системами робототехнічних комплексів. Систем керування роботами вищих поколінь. Кінематика та динаміка маніпуляторів.
Опис: 1. Розвиток робототехніки та робототехнічних комплексів. Структурні схеми систем керування промисловими роботами та їх класифікація. Класифікація маніпуляторів.
2. Мікроконтролери, мікропроцесори і ПЛК. Сімейства мікроконтролерів. Архітектура. Програмування та налагодження. Порівняльні характеристики.
3. Характеристика контролерів ARDUINO. Характеристика сімейства плат. Програмування.
4. Позиційні та контурні системи керування роботами. Структурна схема позиційної системи керування промисловим роботом. Інтерфейс зв’язку з ЕОМ вищого рангу. Контурні системи програмного керування роботами.
5. Системи керування промисловими роботами на базі програмованих логічних контролерів. Контролер PS 4-201-MM1.
6. Застосування ПЛК для реалізації систем керування промисловими роботами. Побудова позиційних систем керування роботами на ПЛК.
7. Адаптивні системи керування роботами. Реалізація алгоритму функціонування і відчуттєвості адаптивного робота. Адаптивна стабілізація запрограмованого руху.
8. Робастні системи керування рухом електромеханічних систем робототехнічних комплексів. Поняття робастності в теорії управління.
9. Інтелектуальні та інтегральні роботи.
Основні підсистеми інтегрального робота. Система сприйняття. Ефекторна система. Визначення понять та термінів у функціональних структурах інтелектного робота.
10. Інформаційні електромеханотронні перетворювачі - давачі інформації адаптивного робота. Електромеханічні перетворювачі в РТК.
11. Тахогенератори та давачі. Тахогенератори постійного струму. Синхронний тахогенератор. Безконтактні давачі. Визначення поняття давач. Функції давачів. Класифікація безконтактних ви-микачів за принципом дії.
12. Виконавчі електромеханотронні перетворювачі. Призначення виконавчих двигунів і вимоги, які до них пред’являються. Керування виконавчими двигунами постійного струму.
13. Кінематика маніпуляторів. Опис робота маніпулятора. Метод Деневіта-Хартенберга. Розрахунок матриць перетворення.
14. Динаміка маніпуляторів. Швидкість довільної точки ланки маніпулятора. Кінетична енергія маніпулятора.
15. Приклад складання математичної моделі дволанкового маніпулятора. Рівняння руху маніпулятора з обертальними зчленуваннями. Потенціальна енергія маніпулятора. Рівняння руху маніпулятора.
Методи та критерії оцінювання: • лабораторні роботи, розрахунково-графічна робота (30%).
• підсумковий контроль: екзамен, письмово-усна форма (70%).
Критерії оцінювання результатів навчання: Методика розподілу та нарахування балів здобувачам вищої освіти регламентована Положенням про організацію та проведення поточного і семестрового контролю результатів навчання студентів Національного університету «Львівська політехніка».
Критерії виставляння балів та оцінок відображають фактичну кількість балів (екзаменаційна оцінка ПК+ЕК або Залікова оцінка), які отримані здобувачем освіти, переводиться в державну оцінку за встановленими критеріями, які показують результати навчання, здобуті уміння тощо.
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. Мазепа С.С. Програмне керування роботами в РТК. Навчальний посібник. / [С.С.Мазепа, А.С.Куцик] / – Львів, НУ "Львівська політехніка". – 2003 р.
2. Юревич Е.И. Основы робототехники. 2-е изд. перераб. и доп. – СПб. : БХВ-Петербург, 2005. – 411 с.
3. Пупена О.М.. Програмування промислових контролерів у середовищі UNITY RRO. Навч. посібник. / [О.М. Пупена, І.В. Ельперін] / – К. : Видавництво Ліра-К, 2013. – 376 с.
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).