Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (N2)
specjalność: Sterowanie w układach robotycznych

Sylabus przedmiotu Układy mechaniczne - modelowanie, sterowanie i nawigacja:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Automatyka i robotyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Układy mechaniczne - modelowanie, sterowanie i nawigacja
Specjalność Sterowanie w układach robotycznych
Jednostka prowadząca Katedra Sterowania i Pomiarów
Nauczyciel odpowiedzialny Tomasz Barciński <Tomasz.Barcinski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
projektyP3 15 1,00,44zaliczenie
wykładyW3 10 1,00,56zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy teorii sterownia.
W-2Elementy mechaniki.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Poznanie metod opisu układów mechanicznych dogodnych do syntezy układu sterowania.
C-2Poznanie algorytmów nawigacji i sterowania układem mechanicznym - robotem mobilnym
C-3Doskonalenie umiejętności modelowania i sterowania układami mechanicznymi

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
projekty
T-P-1Synteza układu sterowania przechwytywaniem poruszającego się obiektu15
15
wykłady
T-W-1Przegląd zastosowań algorytmów sterowania ruchem we współczesnej technice. Historia, stan obecny i trendy rozwojowe.1
T-W-2Metody opisu i pomiaru wielkości związanych z ruchem: położenia, orientacje, prędkości przyspieszenia. Metody ich estymacji. Estymacja położenia i orientacji na podstawie przyspieszeń i prędkości.1
T-W-3Estymacja konfiguracji i prędkości bryły na podstawie zarejestrowanego obrazu.1
T-W-4Układy nieholonomiczne - klasyfikacja i metody modelowania.1
T-W-5Zadania sterowania ruchem. Definicja zadań: planowanie trajektorii, stabilizacjia, regulacja nadążna.1
T-W-6Metody planowania trajektorii układów nieholonomicznych1
T-W-7Metody stabilizacji układów nieholonomicznych1
T-W-8Metody regulacji nadążnej dla układów holonomicznych i nieholonomicznych.1
T-W-9Problemy sterowania ukłami mechanicznymi dotąd nie rozwiązane i problemy otwarte.1
T-W-10Zaliczenie1
10

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
projekty
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Opracowanie dokumentacji projektu.15
30
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach10
A-W-2Samodzielne studiuwanie literatury20
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Dyskusje dydaktyczne
M-4ćwiczenia projektowe
M-5Konsultacje projektowe

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne
S-2Ocena podsumowująca: Prezentacja

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C20_W01
Student zna podstawowe metody pomiaru parametrów ruchu. Zna typy układów nieholonomincznych wraz z ich modelami. Zna wybrane metody stabilizacji i regulacji. Zna rodzaje zadań sterownia układami nieholonomicznymi.
AR_2A_W03, AR_2A_W04, AR_2A_W07T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07C-1, C-2T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10M-1, M-2, M-3S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
AR_2A_C20_U01
Student potrafi wyprowadzić model matematyczny układu nieholonomicznego i przeprowadzić jego symulację. Student potrafi sformułować zadanie sterowania i rozwiązać je zadaną metodą. Student potrafi zaprojektować układ estymacji parametrów ruchu zadaną metodą.
AR_2A_U03, AR_2A_U04T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11, T2A_U16C-3T-P-1M-4, M-5S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C20_W01
Student zna podstawowe metody pomiaru parametrów ruchu. Zna typy układów nieholonomincznych wraz z ich modelami. Zna wybrane metody stabilizacji i regulacji. Zna rodzaje zadań sterownia układami nieholonomicznymi.
2,0
3,0Student zna podstawowe metody pomiaru parametrów ruchu. Zna typy układów nieholonomincznych wraz z ich modelami. Zna wybrane metody stabilizacji i regulacji. Zna rodzaje zadań sterownia układami nieholonomicznymi.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
AR_2A_C20_U01
Student potrafi wyprowadzić model matematyczny układu nieholonomicznego i przeprowadzić jego symulację. Student potrafi sformułować zadanie sterowania i rozwiązać je zadaną metodą. Student potrafi zaprojektować układ estymacji parametrów ruchu zadaną metodą.
2,0
3,0Student potrafi wyprowadzić model matematyczny układu nieholonomicznego i przeprowadzić jego symulację. Student potrafi sformułować zadanie sterowania i rozwiązać je zadaną metodą. Student potrafi zaprojektować układ estymacji parametrów ruchu zadaną metodą.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

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

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Synteza układu sterowania przechwytywaniem poruszającego się obiektu15
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Przegląd zastosowań algorytmów sterowania ruchem we współczesnej technice. Historia, stan obecny i trendy rozwojowe.1
T-W-2Metody opisu i pomiaru wielkości związanych z ruchem: położenia, orientacje, prędkości przyspieszenia. Metody ich estymacji. Estymacja położenia i orientacji na podstawie przyspieszeń i prędkości.1
T-W-3Estymacja konfiguracji i prędkości bryły na podstawie zarejestrowanego obrazu.1
T-W-4Układy nieholonomiczne - klasyfikacja i metody modelowania.1
T-W-5Zadania sterowania ruchem. Definicja zadań: planowanie trajektorii, stabilizacjia, regulacja nadążna.1
T-W-6Metody planowania trajektorii układów nieholonomicznych1
T-W-7Metody stabilizacji układów nieholonomicznych1
T-W-8Metody regulacji nadążnej dla układów holonomicznych i nieholonomicznych.1
T-W-9Problemy sterowania ukłami mechanicznymi dotąd nie rozwiązane i problemy otwarte.1
T-W-10Zaliczenie1
10

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Opracowanie dokumentacji projektu.15
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach10
A-W-2Samodzielne studiuwanie literatury20
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C20_W01Student zna podstawowe metody pomiaru parametrów ruchu. Zna typy układów nieholonomincznych wraz z ich modelami. Zna wybrane metody stabilizacji i regulacji. Zna rodzaje zadań sterownia układami nieholonomicznymi.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_W03Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z teorii sterowania i systemów.
AR_2A_W04Ma poszerzoną i podbudowaną teoretycznie wiedzę o sterowaniu procesami w ujęciu dyskretnym oraz hybrydowym.
AR_2A_W07Ma 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 kształceniaT2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Poznanie metod opisu układów mechanicznych dogodnych do syntezy układu sterowania.
C-2Poznanie algorytmów nawigacji i sterowania układem mechanicznym - robotem mobilnym
Treści programoweT-W-1Przegląd zastosowań algorytmów sterowania ruchem we współczesnej technice. Historia, stan obecny i trendy rozwojowe.
T-W-2Metody opisu i pomiaru wielkości związanych z ruchem: położenia, orientacje, prędkości przyspieszenia. Metody ich estymacji. Estymacja położenia i orientacji na podstawie przyspieszeń i prędkości.
T-W-3Estymacja konfiguracji i prędkości bryły na podstawie zarejestrowanego obrazu.
T-W-4Układy nieholonomiczne - klasyfikacja i metody modelowania.
T-W-5Zadania sterowania ruchem. Definicja zadań: planowanie trajektorii, stabilizacjia, regulacja nadążna.
T-W-6Metody planowania trajektorii układów nieholonomicznych
T-W-7Metody stabilizacji układów nieholonomicznych
T-W-8Metody regulacji nadążnej dla układów holonomicznych i nieholonomicznych.
T-W-9Problemy sterowania ukłami mechanicznymi dotąd nie rozwiązane i problemy otwarte.
T-W-10Zaliczenie
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
M-2Wykład problemowy
M-3Dyskusje dydaktyczne
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne i ustne
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawowe metody pomiaru parametrów ruchu. Zna typy układów nieholonomincznych wraz z ich modelami. Zna wybrane metody stabilizacji i regulacji. Zna rodzaje zadań sterownia układami nieholonomicznymi.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaAR_2A_C20_U01Student potrafi wyprowadzić model matematyczny układu nieholonomicznego i przeprowadzić jego symulację. Student potrafi sformułować zadanie sterowania i rozwiązać je zadaną metodą. Student potrafi zaprojektować układ estymacji parametrów ruchu zadaną metodą.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówAR_2A_U03Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
AR_2A_U04Potrafi zaprojektować hybrydowy układ sterowania złożonym procesem technologicznym.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U10potrafi - 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_U11potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
T2A_U16potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
Cel przedmiotuC-3Doskonalenie umiejętności modelowania i sterowania układami mechanicznymi
Treści programoweT-P-1Synteza układu sterowania przechwytywaniem poruszającego się obiektu
Metody nauczaniaM-4ćwiczenia projektowe
M-5Konsultacje projektowe
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Prezentacja
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi wyprowadzić model matematyczny układu nieholonomicznego i przeprowadzić jego symulację. Student potrafi sformułować zadanie sterowania i rozwiązać je zadaną metodą. Student potrafi zaprojektować układ estymacji parametrów ruchu zadaną metodą.
3,5
4,0
4,5
5,0