sterowanie robotów - Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
AUTOMATYKA I ROBOTYKA
Ogólnoakademicki
Studia drugiego stopnia
SYSTEMY STEROWANIA W AUTOMATYCE I ROBOTYCE
Studia niestacjonarne
II
Nazwa przedmiotu
STEROWANIE ROBOTÓW
Nauki podst. (T/N)
N
Subject Title
Robot Control
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
4
Zaliczenie na ocenę
Nazwy
Elektronika, algorytmy sterowania.
przedmiotów
1. Znajomość budowy i zasady działania podstawowych układów
cyfrowych.
Wiedza
2. Znajomość algorytmów sterowania.
Wymagania
wstępne w
1. Umiejętność algorytmicznego opisu zasady działania układów
zakresie
sterowania.
przedmiotu Umiejętności
2. Umiejętność programowania.
3. Umiejętność posługiwania się dokumentacją techniczną.
Kompetencje
społeczne
1. Ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę.
2. Potrafi pracować zespołowo.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
Liczba godzin zajęć w
semestrze
20
10
Prowadzący zajęcia
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
dr inż. K. Tomczewski
dr inż. K. Tomczewski
Treści kształcenia
Sposób realizacji Wykład w sali komputerowej.
Tematyka zajęć
Struktura i zadania układu sterowania. Sterowanie on-line i off-line. Sterowniki
dedykowane i sterowniki programowalne – zakresy stosowania. Sprzętowe i
programowe metody implementacji elementów układu sterowania robota.
Wprowadzenie do projektu. Omówienie środowiska projektowego.
Jednostki napędowe. Algorytmy sterowania silników i ich wpływ na strukturę
układu sterowania. Podział zadań pomiędzy mikrokontrolery i komputer sterujący.
Rozwiazania generatorów PWM.
Metody planowania trajektorii ruchu i ich implementacja. Interpolator - budowa i
zasada działania. Implementacja programowa interpolatora.
Metody wymiany danych w układach sterowania robotów przemysłowych: układy
stykowo-przekaźnikowe i komunikacja szeregowa. Podstawowe typy interfejsów
szeregowych stosowanych w robotach przemysłowych. Protokoły transmisji
danych.
Pomiary wielkości analogowych przetwornikiem ADC. Regulatory i sposób ich
implementacji programowej.
Czujniki położenia liniowe i obrotowe, czujniki prędkości. Metody odczytu
położenia na podstawie sygnałów enkodera, wyznaczanie prędkości.
Implementacja programowa.
Wykład
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Liczba godzin
2
2
1
2
2
2
7.
8.
9.
10.
11.
Wyznaczanie wartości zmiennych przegubowych. Implementacja metody
kinematycznej prostej w zastosowaniu do metody kroków próbnych. Metoda
kinematyczna odwrotna i sterowanie ciągłe.
Wpływ budowy manipulatora na jego parametry dynamiczne. Wykorzystanie
modelu dynamicznego do sterowania robotem.
Wymiana informacji z otoczeniem. Standardy sygnałów czujników przemysłowych.
Czujniki zbliżeniowe indukcyjne i optyczne. Zasada działania, parametry i
rozwiązania czujników przemysłowych.
Przyłącze robota do sieci zasilającej. Filtracja zakłóceń. Budowa układu zasilania,
elementy zabezpieczeń. Obwody synchronizacji pracy robotów przemysłowych:
układy stykowo-przekaźnikowe, przekaźniki programowalne i sterowniki
programowalne.
Dokumentacja techniczna obwodów sterowania i zasilania robotów. Podstawowe
symbole stosowane w schematach elektrycznych.
1
2
1
2
1
12.
Zaliczenie.
2
Liczba godzin zajęć w semestrze
20
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Sprawdzenie wiadomości w formie pisemnej i ustnej na podstawie
opracowanych projektów.
efektów kształcenia
Projekt
Sposób realizacji Wykonanie nadzorowane przez prowadzącego.
Lp.
1.
2.
Tematyka zajęć
Implementacja podstawowych struktur układu sterowania manipulatora.
Opracowanie i implementacja programu sterującego pracą manipulatora.
Uruchomienie układu w oparciu o moduł prototypowy.
Liczba godzin
3
5
3.
Zaliczenie.
2
Liczba godzin zajęć w semestrze
10
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Ocena poprawności wykonania projektowanego układu.
efektów kształcenia
1. Ma wiedzę w zakresie budowy elektronicznych układów
sterowania robotów. (W, P)
2. Ma wiedzę w zakresie zasady działania programów
Wiedza
sterujących i sposobu ich implementacji. (W, P)
1. Potrafi pozyskiwać informacje z literatury na temat rozwiązań
układów sterowania. (W, P)
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
Umiejętności
Kompetencje
społeczne
2. Potrafi przygotować i przedstawić wyniki swojej pracy w
postaci prezentacji. (W, P)
3. Potrafi opracować program sterujący realizujący zadany
algorytmy. (W, P)
4. Potrafi zaprojektować i uruchomić układ sterowania. (W, P)
1. Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się w zakresie
nowych metod i algorytmów sterowania. (W, P)
2. Ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę i jej
wpływu na realizację projektu w zespole. (P)
Metody dydaktyczne:
Wykład z prezentacjami multimedialnymi połączony z praktyczną realizacją zagadnień przez studentów,
samodzielna realizacja zadań projektowych.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Zaliczenie wykładu na podstawie oceny stopnia opanowania materiału oraz ocena wykonanych projektów.
Literatura podstawowa:
[1] KOST G.: Układy sterowania roborów przemysłowych. Wydawnictwo Politechniki Gliwickiej. Gliwice
2000
[2] SPONG M. W., VIDYSAGAR M.: Dynamika i sterowanie robotów, WNT, Warszawa 1997
[3] SPONG M. W., VIDYSAGAR M.: Robot dynamisc and control
[4] Katalogi i noty aplikacyjne czujników i urządzeń automatyki.
Literatura uzupełniająca:
[1] Instrukcja do interfejsu I2C w formie elektronicznej.
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis
pieczęć/podpis)