Мехатронні модулі та системи

Спеціальність: Інформаційні технології в приладобудуванні
Код дисципліни: 7.175.05.O.006
Кількість кредитів: 7.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Бойко Т.Г., Мокрицький В.О.
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Формування у студентів комплексу знань щодо прецизійної мехатроніки та штучного інтелекту, що застосовується при формуванні інтелектуальних мехатронних модулів і систем, набуття практичних вмінь і навичок з принципів побудови, фунціонування та застосування мехатронних модулів і систем, ознайомлення з мехатронними технологіями проектування та методами керування в інтелектуальних мехатронних та робототехнічних системах.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: • знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності (ЗК01); • навички використання інформаційних і комунікаційних технологій (ЗК03); • здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми (ЗК06). фахові компетентності: • знання і розуміння наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів експериментальної інформатики (ФК03); • здатність застосовувати комплексний підхід до вирішення експериментальних завдань із застосуванням засобів інформаційно-вимірювальної техніки та прикладного програмного забезпечення (ФК07); • здатність демонструвати знання і розуміння математичних принципів і методів, необхідних для створення віртуальних засобів вимірювання та інформаційно-вимірювальної техніки (ФК08); • здатність розробляти програмне, апаратне та метрологічне забезпечення ком’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем (ФК09). фахові компетентності професійного спрямування: • базові знання наукових понять, теорій і методів, необхідних для розуміння функціонального призначення, принципів побудови та роботи засобів інформаційного забезпечення мехатронних та робототехнічних систем (ФКС1.1.); • здатність застосовувати сучасне програмне забезпечення для створення, опрацювання і аналізу математичних моделей засобів інформаційного забезпечення в мехатроніці та роботиці, використовувати сучасні інженерні та математичні пакети для створення віртуальних мехатронних приладів і систем та аналізу фізичних величин, що застосовуються в наукових експериментах, реальних лабораторних і промислових установках (ФКС1.4); • Здатність проводити експериментальне дослідження засобів інформаційного забезпечення в мехатроніці та робототиці, документувати результати експерименту та робити висновки на основі їх аналізу (ФКС1.6).
Результати навчання: В результаті вивчення дисципліни студенти повинні знати: - принципи побудови мехатронних модулів і систем; - основи побудови інтелектуального ядра системи; - засади імітаційного моделювання мехатронного модуля і системи; - способи організації мехатронних модулів і систем та аналізування їх ефективності.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Вища математика, частина 2 Основи мехатроніки
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна покликана дати студентам знання з принципів побудови, фунціонування і шляхів розвитку мехатронних та робототехнічних систем, методів та засобів керування ними, інновацій їх застосування.
Опис: Дисципліною передбачено вивчення студентами основних понять, що стосуються штучного інтелекту та його сучасного стану розвитку, як бази для створення інтелектуальних мехатронних модулів і систем. Дисципліна покликана дати студентам основи інтелектуальних мехатронних модулів і систем, зокрема побудованих з використанням нейронних мереж, а також поняття про колективний штучний інтелект і його сучасний стан розвитку. Акцентовано увагу на реалізації мехатронних систем і модулів з використанням інтелектуальних агентів.
Методи та критерії оцінювання: Методи оцінювання знань: вибіркове усне опитування, тести. Екзамен: письмовий тестовий контроль, усне опитування
Критерії оцінювання результатів навчання: Максимальна оцінка в балах Поточний контроль (ПК): 1. Усне опитування – 6 балів 2. Поточний тестовий контроль – 10 балів 3. Лабораторні роботи – 24 бали Разом за ПК - 40 балів Екзаменаційний контроль (ЕК): 1. Письмова компонента - 50 балів 2. Усна компонента - 10 балів Разом за ЕК - 60 балів Всього 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. 2. Multiagent Systems: A Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. Couverture. Gerhard Weiss. MIT Press, 2013, 2nd edition, ISBN 978-0-262-01889-0 3. http://aima.cs.berkeley.edu/ 4. Ловейкін В. С. Мехатроніка : навч. посібник / В. С. Ловейкін, Ю. О. Ромасевич, Ю. В. Човнюк. – Київ : ЦП Компринт, 2012. – 358 с. 5. Цвіркун Л. І. Робототехніка та мехатроніка: навч. пос. /Л. І. Цвіркун, Г. Грулер; Нац. гірничий ун-т. – 2-ге вид., випр. – Дніпропетровськ : НГУ, 2010. – 224 с. 6. ni.com/russia. LabVIEW – Вводный курс
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).

Мехатронні модулі та системи (курсовий проєкт)

Спеціальність: Інформаційні технології в приладобудуванні
Код дисципліни: 7.175.05.O.007
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Інтелектуальної мехатроніки та роботики
Лектор: Мокрицький В.О.
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Формування у студентів комплексу знань щодо прецизійної мехатроніки та штучного інтелекту, що застосовується при формуванні інтелектуальних мехатронних модулів і систем, набуття практичних вмінь і навичок з принципів побудови, фунціонування та застосування мехатронних модулів і систем, ознайомлення з мехатронними технологіями проектування та методами керування в інтелектуальних мехатронних та робототехнічних системах.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: загальні компетентності: • знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності (ЗК01); • навички використання інформаційних і комунікаційних технологій (ЗК03); • здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми (ЗК06). фахові компетентності: • знання і розуміння наукових фактів, концепцій, теорій, принципів і методів експериментальної інформатики (ФК03); • здатність застосовувати комплексний підхід до вирішення експериментальних завдань із застосуванням засобів інформаційно-вимірювальної техніки та прикладного програмного забезпечення (ФК07); • здатність демонструвати знання і розуміння математичних принципів і методів, необхідних для створення віртуальних засобів вимірювання та інформаційно-вимірювальної техніки (ФК08); • здатність розробляти програмне, апаратне та метрологічне забезпечення ком’ютеризованих інформаційно-вимірювальних систем (ФК09). фахові компетентності професійного спрямування: • базові знання наукових понять, теорій і методів, необхідних для розуміння функціонального призначення, принципів побудови та роботи засобів інформаційного забезпечення мехатронних та робототехнічних систем (ФКС1.1.); • здатність застосовувати сучасне програмне забезпечення для створення, опрацювання і аналізу математичних моделей засобів інформаційного забезпечення в мехатроніці та роботиці, використовувати сучасні інженерні та математичні пакети для створення віртуальних мехатронних приладів і систем та аналізу фізичних величин, що застосовуються в наукових експериментах, реальних лабораторних і промислових установках (ФКС1.4); • Здатність проводити експериментальне дослідження засобів інформаційного забезпечення в мехатроніці та робототиці, документувати результати експерименту та робити висновки на основі їх аналізу (ФКС1.6).
Результати навчання: У результаті вивчення дисципліни студент повинен: • вміти виконувати аналіз інженерних продуктів, процесів і систем за встановленими критеріями, обирати і застосовувати найбільш придатні аналітичні, розрахункові та експериментальні методи для проведення досліджень, інтерпретувати результати досліджень • знати основи інтелектуальних мехатронних систем, зокрема побудованих із використанням нейронних мереж, а також поняття про колективний штучний інтелект і його сучасний стан розвитку • розраховувати, конструювати, проєктувати, досліджувати, експлуатувати, ремонтувати, налагоджувати типові для обраної спеціалізації засоби вимірювань з застосуванням програмного середовища LabVIEW фірми National Instruments
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: – пререквізити: Основи мехатроніки. Уніфікуючі перетворювальні пристрої мехатроніки. Мехатронні модулі та системи, частина 1 – кореквізити: Проєктування мехатронних та робототехнічних систем. Сучасні технології проектування інформаційних приладобудівних систем
Короткий зміст навчальної програми: Напрями і принципи розвитку технічних модульних систем. Технологія віртуальних приладів і застосування програмного середовища LabVIEW при проектуванні мехатронних систем. Методи керування мехатронними системами. Інтелектуальні мехатронні системи керування. Способи організації взаємодії між елементами мехатронної системи
Опис: Проектування інформаційно-вимірювального каналу мехатронної системи з використанням віртуальних засобів у програмному середовищі LabVIEW
Методи та критерії оцінювання: Методи оцінювання знань: Поточний поетапний контроль та консультації в процесі виконання курсового проекту. Семестровий диференційований залік з демонстрацією спроектованого віртуального інформаційно-вимірювального каналу мехатронної системи в середовищі LabVIEW
Критерії оцінювання результатів навчання: Диференційований залік на підставі захисту курсового проекту з максимально можливою оцінкою 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: • Технологія віртуальних приладів і застосування програмного середовища LabVIEW при проектуванні мехатронних систем. Метод. вказівки до практичних занять з курсу “Мехатронні модулі та системи” (ч. 2) для студентів спеціальності 152 Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка зі спеціалізацією 152.05 Інформаційні технології в приладобудуванні /Укл.: В.О.Мокрицький.– Львів: НУЛП, 2021. - 26 с.. • ni.com/russia. LabVIEW – Вводный курс. • Ловейкін В. С. Мехатроніка: навч. посібник / В. С. Ловейкін, Ю. О. Ромасевич, Ю. В. Човнюк. – Київ : ЦП Компринт, 2012. – 358 с. • Дорожовець М.М., Івахів О.В., Мокрицький В.О. Уніфікуючі перетворювачі інформаційного забезпечення мехатроннихї систем: Навч. посібник – Львів, вид-во національного університету «Львівська політехніка», 2009. – 304 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).