Основи мехатроніки

Спеціальність: Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка
Код дисципліни: 6.175.02.E.064
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Бойко Т.Г.
Семестр: 6 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Мета курсу - підготовка бакалавра з метрології та інформаційно-вимірювальної техніки за фаховою спеціалізацією «Прилади точної механіки» для промисловості та науково-дослідних організацій, що займаються розробленням, дослідженням і виготовленням сучасних мехатронних засобів та роботизованих комплексів, зокрема, отримання студентами знань і вмінь, необхідних для розуміння функціоновання гідравлічних та пневматичних систем керування, особливостей пневмо- і гідроавтоматики, елементів їх будови, відповідних устав, приводів, двигунів і клапанів, принципів реалізації різних видів і методів керування, застосування елементів числового і комп’ютерно-орієнтованого комбінаційного та секвенційного керування, зокрема в системах гідро- та пневмоавтоматики
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: ПР01. Вміти знаходити обґрунтовані рішення при складанні структурної, функціональної та принципової схем засобів інформаційно-вимірювальної техніки ПР03. Розуміти широкий міждисциплінарний контекст спеціальності, її місце в теорії пізнання і оцінювання об'єктів і явищ ПР12. Знати та розуміти сучасні теоретичні та експериментальні методи досліджень з оцінюванням точності отриманих результатів
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни: Фізика Основи інформаційно-вимірювальної техніки Вступ в мехатроніку Супутні і наступні навчальні дисципліни: Основи точності мехатронних засобів Уніфікуючі перетворювальні пристрої мехатроніки Мехатроніка і роботика
Короткий зміст навчальної програми: Принципи побудови, ознаки і основні компоненти мехатронної системи. Керування, регулювання та управління. Механічні керувальні пристрої, електро-, пневмо-, гідроавтоматика. Робототехніка.
Опис: Тема 1. Вступ. Структура курсу. Основні поняття і визначення. Пневматичне керування. Особливості пневмоавтоматики. Будова пневматичної устави. Вироблення стиснутого повітря і керування компресорами. Приготування і транспортування стиснутого повітря. Тема 2. Пневматичні приводи. Поршневі, турбінні і пластинчасті двигуни. Пневматичні приводи з обмеженим кутом повороту. Лінійні пневмоприводи. Спеціальні двигуни. Кріплення двигунів. Визначеня параметрів двигунів. Умовні позначення пневматичних привідних елементів Тема 3. Пневматичні клапани. Умовні позначення і конструкції клапанів. Розподільні клапани. Дросельні клапани. Блокувальні клапани. Клапани, що керують тиском. Основи креслення схем пневматичних систем керування. Функціональні діаграми пневматичного керування Тема 4. Пропорційна техніка пневматичного керування Пропорційні вентилі тиску. Пропорційні розподільні вентилі. Електропневматичні системи керування. Розподільні вентилі з електричним керуванням Приклад пропорційного секвенційного керування. Пневмогідравлічні приводи Тема 5. Гідравлічне керування. Фізичні основи гідравлічного керування. Гідравлічні рідини. Будова систем гідравлічного керування. Елементи систем гідравлічного керування Тема 6. Гідравлічні помпи і акумулятори. Зубчасті помпи з зовнішнім і внутрішнім зачепленням. Гвинтові помпи. Пластинчасті помпи. Поршневі помпи. Гідравлічні акумулятори Тема 7. Гідравлічні приводи. Гідроциліндри Гідроциліндри з коливним рухом. Гідравлічні двигуни. Обертові і зубчасті двигуни. Пластинчасті (лопатеві) двигуни. Поршневі двигуни. Розімкнене і замкнене гідравлічні кола живлення Тема 8. Гідравлічні клапани. Конструктивні різновиди клапанів. Клапани тиску. Розподільні клапани. Відсікальні клапани. Клапани, які керують витратою потоку: клапани протікання; дроселі; регулятори потоку Тема 9. Техніка пропорційного гідравлічного керування. Розподільні клапани неперервної дії. Пропорційні клапани. Пропорційні розподільні клапани. Сервоклапани. Приклади гідравлічних систем керування Тема 10. Двійкове і цифрове керування. Двійковий код. Двійково-десяткові коди. Елементи двопозиційного керування. Системи комбінаційного керування. Приклади пристроїв комбінаційного керування. Системи секвенційного керування. Приклади систем секвенційного керування. Пристрої збереження цифрових даних
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль – виконання і захист практичних та лабораторних робіт, усне та фронтальне опитування Поточний і екзаменаційний контроль. Методи оцінювання знань – вибіркове усне опитування, тести. Екзамен – тестовий контроль, усне опитування
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: 1. Захист лабораторних робіт – 20 балів 2. Підсумковий тестовий контроль – 10 балів 3. Поточний контроль – 10 балів Екзаменаційний контроль: 1. Письмова компонента - 50 балів 2. Усна компонента - 10 балів Разом за дисципліну - 100 балів
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. Russell, Stuart J.; Norvig, Peter (2010). Artificial Intelligence: A Modern Approach (3rd ed.). Upper Saddle River: Prentice Hall. ISBN 9780136042594. 2. М.С.Будіщев. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка. Підручник - Львів, Афіша, 2001 р. - 424 с. 3. Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин. - Київ, 1999 р. - 556 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).