Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)
Sylabus przedmiotu Układy sterowania robotów:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Automatyka i robotyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Układy sterowania robotów | ||
Specjalność | Systemy sterowania procesami przemysłowymi | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Automatyki i Robotyki | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Rafał Osypiuk <Rafal.Osypiuk@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | Rafał Osypiuk <Rafal.Osypiuk@zut.edu.pl> | ||
ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Znajomość podstaw robotyki w zakresie opisu kinematyki i dynamiki manipulatora przemysłowego. |
W-2 | Podstawowa wiedza z teorii sterowania. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie studentów z komercyjnymi układami sterowania w robotyce. |
C-2 | Wykształcenie u studentów umiejętności implementacji i analizowania złożonych układów regulacji. |
C-3 | Zapoznanie studentów z problemami i kierunkami rozwoju badań nad strukturami sterowania w robotyce. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Wprowadzenie do laboratorium układów sterowania w robotyce. Omówienie narzędzi niezbędnych do przeprowadzenia ćwiczeń. | 2 |
T-L-2 | Implementacja modelu dynamicznego robota w środowisku symulacyjnym. | 2 |
T-L-3 | Implementacja dyskretnej postaci regulatora PID oraz symulacja sterowania pozycją w układzie jednopętlowym. | 2 |
T-L-4 | Badanie wpływu nieliniowości i niestacjonarności robota na jakość klasycznego sterowania PID. | 2 |
T-L-5 | Budowa, symulacja i analiza układu sterowania z zewnętrznym sprzężeniem linearyzującym - I. | 2 |
T-L-6 | Budowa, symulacja i analiza układu sterowania z zewnętrznym sprzężeniem linearyzującym - II. | 2 |
T-L-7 | Budowa, symulacja i analiza układu sterowania z wewnętrznym sprzężeniem linearyzującym - I. | 2 |
T-L-8 | Budowa, symulacja i analiza układu sterowania z wewnętrznym sprzężeniem linearyzującym - II. | 2 |
T-L-9 | Budowa, symulacja i analiza układu sterowania bazującego na modelu właściwym robota - I. | 2 |
T-L-10 | Budowa, symulacja i analiza układu sterowania bazującego na modelu właściwym robota - II. | 2 |
T-L-11 | Sterowanie robotem mobilnym - I. | 2 |
T-L-12 | Sterowanie robotem mobilnym - II. | 2 |
T-L-13 | Implementacja układu sterowania ze sprzężeniem wizyjnym. | 2 |
T-L-14 | Analiza eksperymentalna układu sterowania położeniem robota mobilnego w obecności wizyjnego sprzężenia od położenia. | 2 |
T-L-15 | Zaliczenie formy zajęć. | 2 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wprowadzenie do zagadnień i metod sterowania w robotyce. | 1 |
T-W-2 | Problemy nieliniowości i niestacjonarności oraz ich minimalizacja na etapie projektowania mechaniczno-elektrycznej konstrukcji robota. | 1 |
T-W-3 | Klasyczna regulacja PID oraz jej ograniczenia. | 2 |
T-W-4 | Regulacja kaskadowa i jej własności. | 1 |
T-W-5 | Wprowadzenie do systemów sterowania bazujących na modelu. | 1 |
T-W-6 | Wyznaczenie modelu dynamicznego robota dla celów sterowania. | 1 |
T-W-7 | Przykłady układów regulacji bazujących na modelu. Sterowanie w przestrzeni zmiennych konfiguracyjnych i kartezjańskich. | 4 |
T-W-8 | Hybrydowe sterowanie siłą w robotyce. | 1 |
T-W-9 | Systemy wizyjne jako sprzężenie w układach sterowania pozycją. | 1 |
T-W-10 | Zaawansowane układy sterowania w robotyce mobilnej. | 2 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
A-L-2 | opracowanie sprawozdań | 5 |
35 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
15 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | Wykład informacyjny. |
M-2 | Wykład problemowy. |
M-3 | Ćwiczenia symulacyjne realizowane za pomocą środowiska symulacyjnego oraz oprogramowania specjalistycznego. |
M-4 | Dyskusje dydaktyczne ukierunkowane na podniesienie zdolności stosowania wiedzy. |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana na zakończenie wykładów na podstawie pracy pisemnej i rozmowy ze studentem. |
S-2 | Ocena formująca: Ocena wystawiana za złożenie sprawozdań po każdym cyklu ćwiczeń laboratoryjnych. |
S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena wystawiana po zakończeniu ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie ocen cząstkowych oraz zaangażowania pracy studenta w realizację wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_2A_C16_W01 Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. | AR_2A_W03, AR_2A_W06 | — | — | C-1, C-3 | T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-7, T-W-5, T-W-6, T-W-8, T-W-9, T-W-2, T-W-10 | M-3, M-4, M-1, M-2 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
AR_2A_C16_U01 Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. | AR_2A_U09, AR_2A_U10, AR_2A_U13 | — | — | C-2 | T-L-15, T-L-13, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-14, T-L-1, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-10, T-L-11, T-L-12, T-L-5 | M-3 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_2A_C16_W01 Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. | 2,0 | Student nie zna budowy i zasady działania komercyjnych układów sterowania w robotyce oraz nie potrafi określić stawianych przed nimi wymagań. Student uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
3,0 | Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. Student uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
3,5 | Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. Student uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,0 | Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. Student uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,5 | Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. Student uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
5,0 | Student zna budowę i zasadę działania komercyjnych układów sterowania w robotyce i potrafi określić przed nimi stawiane wymagania. Ponadto rozumie charakter złożoności procesu oraz sposoby jego redukcji na etapie projektowania robota. Student uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
AR_2A_C16_U01 Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. | 2,0 | Student nie potrafi zaprojektować klasycznego układu sterowania pozycją robota. Student uzyskał poniżej 50% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
3,0 | Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. Student uzyskał 50-60% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
3,5 | Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. Student uzyskał 61-70% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,0 | Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. Student uzyskał 71-80% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
4,5 | Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. Student uzyskał 81-90% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. | |
5,0 | Student potrafi zaprojektować klasyczny układ sterowania pozycją robota i przeprowadzić jego podstawową analizę symulacyjną. Student uzyskał 91-100% łącznej liczby punktów z form ocen tego efektu. |
Literatura podstawowa
- Spong Mark W., Vidyasagar M., Dynamika i sterowanie robotów, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2010
- Kozłowski K., Modelling and Identification in Robotics, Springer, 1999, 1st Edition
- Tchoń K., Mazur A., Duleba I., Hossa R., Muszynski R., Manipulatory i Roboty Mobilne, Modele, planowanie ruchu, sterowanie, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa, 2000
- Siciliano B., Villani L., Robot Force Control, Springer, 2000, 1st Edition
Literatura dodatkowa
- Siciliano B., Khatib O., Springer Handbook of Robotics, Springer, 2008, 1st Edition