Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechanika robotów 2 - Dynamika
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-2-116-RT-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Robotyka
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Lisowski Wojciech (lisowski@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł dotyczy dynamiki manipulatorów robotów oraz robotów mobilnych. Studenci ćwiczą formułowanie modeli matematycznych głównie dla celu syntezy sterowania, numeryczną analizę modeli dynamicznych oraz identyfikacje parametrów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna metody i narzędzia wspomagające modelowanie dynamiki manipulatorów i robotów mobilnych AIR2A_W03 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Ma wiedzę na temat metod pomiaru parametrów kinematycznych i dynamicznych robotów, zna komputerowe metody analizy wyników eksperymentu. AIR2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W003 Ma uporządkowaną wiedzę na temat układów mikroprocesorowych, metod komputerowego wspomagania prac inżynierskich i technik programowania AIR2A_W02, AIR2A_W03 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Wykorzystując odpowiednie oprogramowanie potrafi sformułować model dynamiczny manipulatora oraz potrafi sklasyfikować składniki równań dynamicznych ruchu AIR2A_U05 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_U002 Potrafi wykorzystywać metody matematyczne modelowania i techniki komputerowej symulacji do oceny działania układów mechatronicznych AIR2A_U05, AIR2A_U01 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Posiada znajomość języka angielskiego w stopniu wystarczającym do komunikacji i wykorzystania materiałów informacyjnych dotyczących oprogramowania i sprzętu AIR2A_U02 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Potrafi pracować w grupie uznając podział zadań i odpowiedzialności AIR2A_K01 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
52 26 0 26 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna metody i narzędzia wspomagające modelowanie dynamiki manipulatorów i robotów mobilnych + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma wiedzę na temat metod pomiaru parametrów kinematycznych i dynamicznych robotów, zna komputerowe metody analizy wyników eksperymentu. + - + - - - - - - - -
M_W003 Ma uporządkowaną wiedzę na temat układów mikroprocesorowych, metod komputerowego wspomagania prac inżynierskich i technik programowania + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Wykorzystując odpowiednie oprogramowanie potrafi sformułować model dynamiczny manipulatora oraz potrafi sklasyfikować składniki równań dynamicznych ruchu - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wykorzystywać metody matematyczne modelowania i techniki komputerowej symulacji do oceny działania układów mechatronicznych - - + - - - - - - - -
M_U003 Posiada znajomość języka angielskiego w stopniu wystarczającym do komunikacji i wykorzystania materiałów informacyjnych dotyczących oprogramowania i sprzętu - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi pracować w grupie uznając podział zadań i odpowiedzialności - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 godz
Przygotowanie do zajęć 13 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 13 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 22 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (26h):
  1. Dynamika manipulatorów

    Wprowadzenie (2). Tor ruchu efektora (1). Przestrzenny rozkład masy (1). Energia kinetyczna i potencjalna manipulatora (1). Formułowanie równań dynamicznych ruchu – metoda Lagrange’a (3). Analityczne i numeryczne metody rozwiązania zadania odwrotnego kinematyki (2). Zadanie odwrotne dynamiki (2). Formułowanie równań dynamicznych ruchu – metoda-Newtona Eulera (1). Kinematyka łańcuchów kinematycznych zamkniętych (1).

  2. Dynamika kołowych robotów mobilnych

    Zapis całkowitej energii modelu (1). Wyznaczenie sił i momentów uogólnionych (2). Zapis dynamicznych równań ruchu (2). Identyfikacja dynamicznych równań ruchu (2). Zastosowanie struktury równoległej identyfikacji (2). Zastosowanie struktury szeregowo-równoległej identyfikacji(1). Sztuczna inteligencja w modelowaniu(2).

Ćwiczenia laboratoryjne (26h):
  1. Zajęcia zaliczeniowe

    Kolokwium zaliczeniowe (1). Dyskusja osiągniętych wyników zajęć laboratoryjnych (1)

  2. Dynamika manipulatorów

    Model geometryczny (2). Tor ruchu chwytaka (2). Przestrzenny rozkład masy członów manipulatora, Energia Kinetyczna i potencjalna manipulatora (2). Formułowanie równań dynamicznych ruchu (2). Wyznaczanie trajektorii złączowych i wynikowego toru ruchu (2).
    Wyznaczanie obciążenia manipulatora, sił napędowych oraz mocy napędów (2) . Analiza osobliwości pozycji chwytaka (2).

  3. Dynamika kołowych robotów mobilnych

    Zapis równań dynamiki w przestrzeni stanów. Identyfikacja dynamicznych równań ruchu w środowisku MATLAB-SIMULINK. Porównanie struktur identyfikacji na przykładzie modelu matematycznego mobilnego robota kołowego. Wykorzystanie logiki rozmytej w identyfikacji. (12)

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest wyznaczana na podstawie: oceny sprawozdań (70%), aktywności na zajęciach (10%), oceny z kolokwium zaliczeniowego (20%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

G. Cook, Mobile Robots: Navigation, Control and Remote Sensing, 2011
K. S. Fu, R. Gonzalez, C.S.G. Lee, “Robotics control, sensing, vision, and intelligence”, Mc Graw Hill 2008
J. L. Jones, B. A. Seiger, A. M. Flynn, Mobile Robots: Inspiration to Implementation, Second Edition, 1998
K. Kozłowski, P. Dutkiewicz, W. Wróblewski, “Modelowanie i sterowanie robotów”, PWN 2003
A. Morecki, J. Knapczyk, K. Kędzior, “Teoria mechanizmów i manipulatorów”, WNT 2002
R. Siegwart, I. R. Nourbakhsh, D. Scaramuzza, Introduction to Autonomous Mobile Robots (Intelligent Robotics and Autonomous Agents series),2011
M. W. Spong, M. Vidyasagar, “Dynamika i sterowanie robotów”, WNT 1997

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Buratowski T., Giergiel J., Uhl T., Burghard A., The autonomous group of robots precise navigation, Polish Journal of Environmental Studies vol. 20 no. 5A, pp. 35–40, 2011
Buratowski T., Cieślak P., Giergiel J., Uhl T., A self-stabilising multipurpose single-wheel robot, Journal of Theoretical and Applied Mechanics; vol. 50 no. 1, s. 99–118, 2012
Baran D., Lisowski W., Numerical simulation and co-simulation in analysis of manipulators’ dynamics, Mechanics and Control, Vol34 No.4, pp. 129-135, 2013

Informacje dodatkowe:

Brak