Zakład Sterowania Robotów - Instytut Automatyki - Politechnika Łódzka

Instytut Automatyki Zakłady:     Napędu Elektrycznego i Automatyki Przemysłowej | Sterowania Robotów | Techniki Sterowania | Teorii Sterowania


Krótka charakterysytka prowadzonych zajęć

Podstawy Robotyki

Podstawowe pojęcia z dziedziny robotyki. Ruchy sztywne i przekształcenia jednorodne, obroty i ich składanie. Reprezentacje macierzy obrotu. Przekształcenia jednorodne. Kinematyka prosta, Łańcuchy kinematyczne, reprezentacja Denavita-Hartenberga. Kinematyka odwrotna. Kinematyka prędkości i jakobian manipulatora. Dynamika manipulatora. Równania Eulera-Lagrange'a.

Materiały pomocnicze do ćwiczeń

Zasady odbywania zajęć

Zajęcia nr 1 - wstęp, przypomnienie podstawowych informacji z algebry

Zajęcia nr 2 - operacje na wektorach

Zajęcia nr 3 - macierze obrotu

Zajęcia nr 4 - przekształcenie jednorodne

Zajęcia nr 5 - notacja Denavita-Hartenberga - podstawy

Notacja D-H - wytłumaczenie

Notacja D-H - zadania nr 1

Notacja D-H - zadania nr 2

Notacja D-H - zadania nr 3

Notacja D-H - zadania nr 4

Notacja D-H - zadania nr 5

Notacja D-H - zadania nr 6

Notacja D-H - zadania nr 7

Zajęcia nr 6 - Notacja Denavita-Hartenberga

Zajęcia nr 7 - Odwrotne Zagadnienie Kinematyczne dla położeń

Roboty Mobilne

Rys historyczny, podstawowe pojęcia i klasyfikacja robotów mobilnych. Roboty kołowe i maszyny kroczące - projektowanie, podstawy konstrukcji, wzorce chodu. Roboty mobilne-przegubowe. Planowanie trajektorii robotów mobilnych. Podstawy nawigacji robotów mobilnych. Roboty autonomiczne - wprowadzenie.

Dynamika i Sterowanie Robotów

Dynamika manipulatorów sztywnych: metoda Lagrange'a oraz metoda Newtona-Eulera wyznaczania modelu dynamiki manipulatora. Dynamika manipulatorów podatnych. Analogie mechaniczno-elektryczne w zastosowaniu do robotyki. Impedancja łańcucha kinematycznego manipulatora. Sterowanie w przestrzeni swobodnej i przy częściowych więzach pozycyjnych. Sterowanie pozycyjno-siłowe oraz podatne sterowanie pasywne. Sterowanie impedancyjne robotów stacjonarnych i mobilnych.

Metody Identyfikacji

Narzędzia matematyczne identyfikacji. Identyfikacja układów dynamicznych przy znajomości praw fizycznych i struktury obiektu. Identyfikacja liniowych układów dynamicznych na podstawie znajomości odpowiedzi czasowej. Identyfikacja układów dynamicznych na podstawie znajomości sygnału wejściowego i wyjściowego - metoda najmniejszych kwadratów. Problemy obliczeniowe estymaty wektora parametrów liniowego układu dynamicznego metodą najmniejszych kwadratów. Matematyczne modele sygnałów i obiektów fizycznych oraz ich normy. Wybór kryterium identyfikacji. Modele FIR, ARX, ARMAX, ARMA, ARARX, ARARMAX, OE oraz BJ.

Sterowanie Robotów

Planowanie zadanej trajektorii. Metoda wielomianów stopnia trzeciego. Metoda funkcji liniowych ze złączkami parabolicznymi. Sterowanie pozycyjne manipulatorów. Klasyczny układ sterowania z niezależnymi serwonapędami. Metoda wyznaczonego momentu. Struktury układów sterowania z zastosowaniem odsprzęgania nieliniowego dynamiki manipulatora. Zasady doboru struktur i nastaw wielowymiarowych regulatorów dla manipulatorów. Układy regulacji adaptacyjnej robotów. Sterowanie ze zmienną strukturą. Podstawy sterowania siłowego. Sterowanie pozycyjno-siłowe manipulatorów. Metody programowania robotów przemysłowych. Języki robotycznie zorientowane i obiektowo zorientowane.

Metody i Systemy Sterowania Produkcją

Wprowadzenie do problematyki projektowania systemów produkcyjnych. Rodzaje produkcji. Techniczne i organizacyjne elementy systemu wytwarzania. Współczesne trendy w elastycznych systemach produkcyjnych. Rodzaje hierarchicznych struktur sterowania. Planowanie procesu wytwarzania. Teoria szeregowania. Szeregowanie w elastycznych systemach produkcyjnych. Modelowanie i prezentacja graficzna procesu wytwarzania. Analiza zautomatyzowanych przepływowych linii produkcyjnych. Podstawowe informacje o sieciach Petri. Przykłady modelowania i planowania produkcji przy użyciu sieci Petri.

Wprowadzenie do współczesnej inżynierii

Przedmiot, zakres i metody automatyki. Obiekt sterowania i sterowanie - definicje podstawowe. Obiekty statyczne i dynamiczne. Jednolitość opisu obiektów mechanicznych, hydraulicznych i elektrycznych. Systemy liniowe i nieliniowe. Idea sprzężenia zwrotnego. Stabilność, sterowanie i regulatory. Podstawowe algorytmy sterowania. Związki automatyki z elektrotechniką, elektroniką oraz informatyką. Optymalizacja. Sterowanie wielopoziomowe i zastosowania zaawansowanych metod sterowania. Automatyka w urządzeniach powszechnego użytku, w samochodach i lotnictwie. Historia dzisiejszy robotyki. Podstawowe właściwości kinematyczne robotów. Programowanie i współpraca robotów. Przemysłowe zastoso-wania robotów. Roboty humanoidalne, kroczące i wspinające się. Roboty serwisowe i specjalne. Roboty edukacyjne i rozrywkowe. Społeczne i ekonomiczne efekty automatyzacji i robotyzacji. Systemy sensoryczne w automatyce i robotyce.

Strona zaktualizowana: 3.03.2016