Вступ у мехатроніку

Спеціальність: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Код дисципліни: 6.175.02.E.056
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Бойко Т.Г.
Семестр: 5 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета курсу - підготовка бакалавра з метрології та інформаційно-вимірювальної техніки за фаховою спеціалізацією «Прилади точної механіки» для приладобудівної галузі в промисловості та науково-дослідних організацій, що займаються розробкою, дослідженням і виготовленням сучасних мехатронних засобів та роботизованих комплексів, отримання ними знань і вмінь, щодо базових понять мехатроніки – галузі науки і техніки, що базується на синергічному об’єднанні вузлів точної механіки з електронними, електротехнічними і комп’ютерними компонентами, та забезпечує створення якісно нових модулів, машин і систем з інтелектуальним управлінням. Курс є основою для всіх інших профілюючих приладобудівних дисциплін спеціальності.
Завдання: Загальні компетентності: знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності • здатність застосовувати професійні знання й уміння у практичних ситуаціях (ЗК01); • здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями (ЗК08). Фахові компетентності: • набуття базових уявлень про принципи функціонування, основні параметри та властивості електронних компонентів засобів вимірювальної техніки (ФК4); • набуття базових уявлень про функціонування та проектування цифрових і аналогових вузлів засобів вимірювальної техніки (ФК6); • набуття базових знань про будову, роботу та взаємодію основних вузлів однокристальних мікроконтролерів та принципи проектування мікропроцесорних інформаційно-вимірювальних комплексів та систем (ФК7). Фахові компетентності професійного спрямування: • набуття базових знань теорій і методів, необхідних для розуміння пристроїв та систем (ФКС 2.2); • здатність застосовувати сучасні методи і засоби проектування та моделювання, конструювання електронних, механічних, електромеханічних та оптико-механічних вузлів мехатроніки (ФКС 2.5); • здатність застосовувати сучасні досягнення мікросистемної техніки в інформаційних технологіях приладобудування (ФКС 2.8); • здатність проектувати, вводити в експлуатацію, обслуговувати роботизовані системи та комплекси (ФКС 2.9).
Результати навчання: Після вивчення дисципліни студенти повинні: а) знати: Загальні відомості про мехатроніку. Основи інженерної та наукової творчості. б) вміти: Ефективно працювати з джерелами інформації. Робити презентації і доповідати на семінарах, конференціях.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни Основи інформаційно-вимірювальної техніки Основи мехатроніки Супутні і наступні навчальні дисципліни Уніфікуючі перетворювальні пристрої мехатроніки Мехатронні модулі і системи
Короткий зміст навчальної програми: Мехатроніка як наука. Загальна структура мехатронної системи і її компоненти. Інженер в галузі мехатроніки. Підготовка кадрів. Основи інженерної та наукової творчості. Участь у семінарах, конференціях. Підготовка презентацій.
Опис: Вступ. Взаємозв’язок складових дисципліни. Тема 1 Поняття мехатроніки, ро?бота, приводу і виконавчого механізму. Тлумачення терміну мехатроніка. Робот як робототехнічний механізм. Роботика – наука про роботів. Структура і принципи побудови мехатронних машин та роботів. Поняття приводу (надавача руху або рушія). Види приводів. Поняття актуатора або інакше виконавчого механізму Тема 2 Перетворювачі руху (передачі). Зубчаста передача. Рейкова передача. Черв'ячна (шнекова) передача. Гвинтова зубчаста передача. Гіпоїдна передача. Планетарна передача. Ланцюгова передача. Пасова передача. Фрикційна передача. Гвинтова передача. Кулачкова передача Тема 3 Керування, як процес формування цілеспрямованих впливів. Поняття керування. Аналогове і цифрове керування. Комбінаційне та секвенційне керування. Керування з жорсткою логікою і програмоване керування Тема 4 Регулювання, як процес впливу на регульовану величину. Поняття регулювання. Різновиди регулювання. Регулювання зі сталим завданням. Слідкувальне регулювання. Приклади схем регулювання Тема 5 Управління, як процес підвищення ефективності та резуль¬тативності функціонування систем. Функції управління системою. Характеристика функцій управління. Схема управління системою Тема 6. Механічне керування Регульовані передачі. Ступеневі передачі (коробки передач). Безступенево реґульовані передачі - варіатори, фрикційні передачі, планетарні варіатори. Пристрої лінійних переміщень. Передачі зі змінним переміщенням. Кулачкові та кулачково-коромислові механізми. Передачі перервного руху Тема 7. Електричне керування Елементи релейно-контакторних схем електричного керування - контактори, реле і перемикачі. Зображення схем релейно-контакторних систем керування. Умовні позначення і зображення пристроїв електричного керування. Основні релейно-контакторні системи керування Тема 8. Основи розроблення систем секвенційного керування Маршрутні діаграми та діаграми станів. Умовні позначення діаграм. Схеми функціонування систем секвенційного керування. Приклади систем секвенційного керування Тема 9. Елементи електронних систем керування Поняття p-n переходу. Напівпровідникові діоди. Транзистори. Тиристори. Операційні підсилювачі. Інтегральні схеми Фотоелектронні напівпровідникові елементи Тема 10. Електричні виконавчі пристрої Електромагніти й електромагнітні муфти. Двигуни змінного струму. Двигуни змінного струму з електронною комутацією. Багатодвигунний привід. Двигуни постійного струму. Крокові двигуни
Методи та критерії оцінювання: Залікова робота - 100 балів
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: 1. Захист курсової роботи – 50 балів 2. Підсумковий тестовий контроль – 10 балів Заліковий контроль: 1. Письмова компонента - 30 балів 2. Усна компонента - 10 балів Разом за дисципліну - 100 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Russell, Stuart J.; Norvig, Peter (2010). Artificial Intelligence: A Modern Approach (3rd ed.). Upper Saddle River: Prentice Hall. ISBN 9780136042594.