ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2012/2013 / Wydział Elektryczny / Automatyka i robotyka (S2) / Sylabus przedmiotu

Wydział Elektryczny - Automatyka i robotyka (S2)

Sylabus przedmiotu Roboty humanoidalne i kosmiczne:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Automatyka i robotyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister
Obszary studiów	nauk technicznych
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Roboty humanoidalne i kosmiczne
Specjalność	Sterowanie w układach robotycznych
Jednostka prowadząca	Katedra Sterowania i Pomiarów
Nauczyciel odpowiedzialny	Tomasz Barciński <Tomasz.Barcinski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Jakub Lisowski <Jakub.Lisowski@zut.edu.pl>, Adam Łukomski <Adam.Lukomski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	2,0	ECTS (formy)	2,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	2	15	1,0	0,40	zaliczenie
laboratoria	L	2	15	0,5	0,30	zaliczenie
projekty	P	2	15	0,5	0,30	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Modelowanie i symulacja złożonych układów mechanicznych.
W-2	Teoria sterowania układów nieliniowych.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
C-2	Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
C-3	Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
C-4	Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego	3
T-L-2	Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego	4
T-L-3	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.	3
T-L-4	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.	3
T-L-5	Kolokwium	2
		15
projekty
T-P-1	Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.	8
T-P-2	Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.	2
T-P-3	Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.	5
		15
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.	2
T-W-2	Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.	2
T-W-3	Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.	2
T-W-4	Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.	2
T-W-5	Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia	2
T-W-6	Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.	2
T-W-7	Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.	3
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15
projekty
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15
wykłady
A-W-1	Aktywne uczesnictwo w wykładach.	15
A-W-2	Studium treści podanych na wykładzie oraz literatury.	15
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny
M-2	wykład problemowy
M-3	ćwiczenia laboratoryjne
M-4	metoda projektów

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
AR_2A_C21_W01 Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.	AR_2A_W06, AR_2A_W07	T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07	C-3, C-2, C-1, C-4	T-W-6, T-W-4, T-W-7, T-W-2, T-W-1, T-W-3, T-W-5	M-1, M-2	S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
AR_2A_C21_U01 Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.	AR_2A_U03	T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11	C-4, C-3, C-2, C-1	T-L-4, T-L-1, T-P-3, T-L-3, T-P-2, T-L-2, T-L-5, T-P-1	M-3, M-4	S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
AR_2A_C21_W01 Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.	2,0
	3,0	Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podsatwowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
AR_2A_C21_U01 Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.	2,0
	3,0	Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

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

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego	3
T-L-2	Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego	4
T-L-3	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.	3
T-L-4	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.	3
T-L-5	Kolokwium	2
		15

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.	8
T-P-2	Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.	2
T-P-3	Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.	5
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.	2
T-W-2	Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.	2
T-W-3	Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.	2
T-W-4	Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.	2
T-W-5	Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia	2
T-W-6	Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.	2
T-W-7	Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.	3
		15

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Aktywne uczesnictwo w wykładach.	15
A-W-2	Studium treści podanych na wykładzie oraz literatury.	15
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	AR_2A_C21_W01	Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podstawowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_W06	Ma ugruntowaną wiedzę o konstrukcji oraz metodach analizy właściwości manipulatorów i robotów mobilnych, zna zaawansowane układy i algorytmy sterowania nimi, zna najnowsze osiągnięcia robotyki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_W07	Ma 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 kształcenia	T2A_W04	ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
	T2A_W05	ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
	T2A_W07	zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu złożonych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotu	C-3	Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
	C-2	Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
	C-1	Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
	C-4	Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.
Treści programowe	T-W-6	Opis ruchu robotów w warunkach mikrograwitacji.
	T-W-4	Algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi.
	T-W-7	Metody sterowania robotami orbitalnymi. Zagadnienie planowania trajektorii robota na swobodnej bazie.
	T-W-2	Konstrukcja typowych robotów humanoidalnych, napędy i sensory.
	T-W-1	Wprowadzenie do robotyki humanoidów. Rodzaje robotów humanoidalnych, cel ich powstania i zadania. Terminologia.
	T-W-3	Metody opisu matematycznego robotów humanoidalnych: kinematyka, dynamika, zagadnienia kontaktu.
	T-W-5	Wprowadzenie do robotyki kosmicznej. Historia misji kosmicznych z udziałem układów robotycznych. Specyficzne warunki pracy. Terminologia
Metody nauczania	M-1	wykład informacyjny
Metody nauczania	M-2	wykład problemowy
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna rodzaje robotów humanoidalnych, ich konstrukcję, podsatwowe układy napędowe i sensoryczne. Zna metody modelowania matematycznego robotów humanoidalnych. Student zna algorytmy sterowania robotami humanoidalnymi. Student zna stan obecny i trendy rozwojowe robotyki kosmicznej. Zna podstawowe metody modelowania i sterowania robotów saltelitarnych.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	AR_2A_C21_U01	Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	AR_2A_U03	Potrafi dokonać analizy i syntezy algorytmów sterowania złożonymi procesami technologicznymi wykorzystując w tym celu odpowiednie metody i narzędzia informatyczne.
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U09	potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
	T2A_U10	potrafi - 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_U11	potrafi formułować i testować hipotezy związane z problemami inżynierskimi i prostymi problemami badawczymi
Cel przedmiotu	C-4	Poznanie metod sterowania przeznaczonych do sterowania robotami w warunkach mikrograwitacji.
	C-3	Poznanie sfery zastosowań robotyki kosmicznej.
	C-2	Poznanie podstawowych typów robotów humanoidalnych oraz metod syntezy układów sterowania nimi.
	C-1	Poznanie robotów humanoidalnych - ich roli i zadań we współczesnym świecie.
Treści programowe	T-L-4	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulcja manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie o trzech stopniach swobody pozycjonowania.
	T-L-1	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego robota humanoidalnego
	T-P-3	Planowanie trajektorii płaskiego robota orbitalnego przechwytującego koziołkujący obiekt.
	T-L-3	Modelowanie, synteza układu sterowania i symulacja płaskiego manipulatora satelitarnego na swobodnej bazie.
	T-P-2	Obliczenie jakobianu dynamicznego nieholonomicznego manipulatora satelitarnego. Analiza osobliwości.
	T-L-2	Synteza układu sterowania i badania eksperymentalne trójwymiarowgo robota humanoidalnego
	T-L-5	Kolokwium
	T-P-1	Optymalizacja chodu robota humanoidalnego.
Metody nauczania	M-3	ćwiczenia laboratoryjne
Metody nauczania	M-4	metoda projektów
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne i pisemne.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem humanoidalnym i rozwiązać je. Student potrafi dokonać syntezy układu sterowania trójwymiarowego robota humanoidalnego, zaimplentować je i przeprowadzić badania eksperymentalne. Student potrafi sformułować zagadnienie sterowania robotem satelitarnym i rozwiązać je.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0