ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2013/2014 / Wydział Elektryczny / Automatyka i robotyka (S2) / Sylabus przedmiotu

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)

Sylabus przedmiotu Roboty humanoidalne i kosmiczne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Automatyka i robotyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Roboty humanoidalne i kosmiczne
Specjalność	Sterowanie w układach robotycznych
Jednostka prowadząca	Katedra Sterowania i Pomiarów
Nauczyciel odpowiedzialny	Tomasz Barciński <Tomasz.Barcinski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Jakub Lisowski <Jakub.Lisowski@zut.edu.pl>, Adam Łukomski <Adam.Lukomski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	2,0	ECTS (formy)	2,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
laboratoria	L	2	15	0,5	0,30	zaliczenie
wykłady	W	2	15	1,0	0,40	zaliczenie
projekty	P	2	15	0,5	0,30	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Modelowanie i symulacja złożonych układów mechanicznych.
W-2	Teoria sterowania układów nieliniowych.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
C-2	Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
C-3	Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
C-4	Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego	3
T-L-2	Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego	4
T-L-3	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.	3
T-L-4	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.	3
T-L-5	Kolokwium	2
		15
projekty
T-P-1	Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.	8
T-P-2	Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.	2
T-P-3	Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.	5
		15
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.	2
T-W-2	Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.	2
T-W-3	Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.	2
T-W-4	Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.	2
T-W-5	Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia	2
T-W-6	Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.	2
T-W-7	Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.	3
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15
projekty
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15
wykłady
A-W-1	Aktywne uczesnictwo w wykładach.	15
A-W-2	Studium treści podanych na wykładzie oraz literatury.	15
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny
M-2	wykład problemowy
M-3	ćwiczenia laboratoryjne
M-4	metoda projektów

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
AR_2A_C21_W01 Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.	AR_2A_W06, AR_2A_W07	T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07	—	C-1, C-2, C-3, C-4	T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7	M-1, M-2	S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
AR_2A_C21_U01 Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.	AR_2A_U03	T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11	—	C-1, C-2, C-3, C-4	T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-P-2, T-P-1, T-P-3	M-3, M-4	S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
AR_2A_C21_W01 Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.	2,0
	3,0	Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podsatwowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
AR_2A_C21_U01 Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.	2,0
	3,0	Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

Murray R. M., Li Z., Sastry S., A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation, CRC Press, 1994
Slotine J-J. E., Lie W., Applied Nonlinear Control, Prencince Hall, Englewood Cliffs, 1991
Khalil H. K., Nonlinear Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, 1996, 2

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego	3
T-L-2	Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego	4
T-L-3	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.	3
T-L-4	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.	3
T-L-5	Kolokwium	2
		15

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.	8
T-P-2	Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.	2
T-P-3	Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.	5
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.	2
T-W-2	Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.	2
T-W-3	Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.	2
T-W-4	Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.	2
T-W-5	Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia	2
T-W-6	Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.	2
T-W-7	Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.	3
		15

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Aktywne uczesnictwo w wykładach.	15
A-W-2	Studium treści podanych na wykładzie oraz literatury.	15
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	AR_2A_C21_W01	Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_W06	Ma ugruntowaną wiedzę o konstrukcji oraz metodach analizy właściwości manipulatorów i robotów mobilnych, zna zaawansowane układy i algorytmy sterowania nimi, zna najnowsze osiągnięcia robotyki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_W07	Ma podbudowaną teoretycznie wiedzę na temat modelowania matematycznego oraz sterowania złożonymi układami mechanicznymi, w tym układami o więzach nieholonomicznych oraz robotami humanoidalnymi.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_W04	ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_W05	ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
	T2A_W07	zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotu	C-1	Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
	C-2	Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
	C-3	Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
	C-4	Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.
Treści programowe	T-W-1	Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.
	T-W-2	Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.
	T-W-3	Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.
	T-W-4	Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.
	T-W-5	Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia
	T-W-6	Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.
	T-W-7	Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.
Metody nauczania	M-1	wykład informacyjny
Metody nauczania	M-2	wykład problemowy
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podsatwowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	AR_2A_C21_U01	Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_U03	Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U09	potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
	T2A_U10	potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - integrować wiedzę z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów oraz zastosować podejście systemowe, uwzględniające także aspekty pozatechniczne
	T2A_U11	potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
Cel przedmiotu	C-1	Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
	C-2	Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
	C-3	Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
	C-4	Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.
Treści programowe	T-L-1	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego
	T-L-2	Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego
	T-L-3	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.
	T-L-4	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.
	T-L-5	Kolokwium
	T-P-2	Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.
	T-P-1	Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.
	T-P-3	Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.
Metody nauczania	M-3	ćwiczenia laboratoryjne
Metody nauczania	M-4	metoda projektów
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0