Рабочая программа учебной дисциплины "основы мехатроники и робототехники" Цикл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 221000 – Мехатроника и робототехника

Профили подготовки: Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ОСНОВЫ МЕХАТРОНИКИ И РОБОТОТЕХНИКИ"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

базовая

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б3.4

Часов (всего) по учебному плану:

252

Трудоемкость в зачетных единицах:

7

7 семестр – 3;
8 семестр - 4

Лекции

64 часа

7 семестр– 34

8 семестр– 30

Практические занятия

68 час

7 семестр– 34

8 семестр– 34

Лабораторные работы

-

-

Расчетные задания, рефераты

40 часов самостоят. работы

7 семестр– 20

8 семестр– 20

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

123 часа

7 семестр– 60

8 семестр– 63

Экзамены

7 семестр

8 семестр – гос.экзамен

Курсовые проекты (работы)

-

-

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основ мехатроники, объединяющей механизмы прецизионной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами с целью проектирования и производства качественно новых модулей, машин, систем и робототехнических комплексов. Особенностью рассматриваемых систем является синергетический характер интеграции составляющих элементов объектов. Синергия - это совместное действие, направленное на достижение единой цели. При этом важно, что составляющие части непросто дополняют друг друга, а объединяются таким образом, что образованные системы обладают качественно новыми свойствами. В мехатронике все энергетические и информационные потоки направлены на достижение единой цели в реализации заданного управляемого движения.

Целью дисциплины является подготовка к созданию новых перспективных мехатронных модулей и систем управления роботизированным производством, разработке их аппаратно-программного обеспечения. Знания, полученные в курсе, необходимы для изучения принципов построения и основ проектирования робототехнических и мехатронных систем.

Задачами дисциплины являются:

–изучение основ проектирования роботов и мехатронных модулей;

–формирование навыков по применению методов автоматического управления, создания программного обеспечения, обработки испытаний мехатронных модулей, роботов и робототехнических систем;

–ознакомление студентов с современным состоянием развития роботов и мехатронных модулей.

Освоение данной дисциплины вносит существенный вклад в формирование у студента следующих компетенций:

общекультурные компетенции из ФГОС ВПО:

–способности владеть культурой мышления, способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

–готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-2);

–способностью иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-5);

–самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

–способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-9);

профессиональные компетенции из ФГОС ВПО:

Выпускник должен обладать способностью и готовностью:

–разрабатывать математические модели мехатронных и робототехнических систем, реализовывать модели средствами вычислительной техники, определять характеристики объектов по разработанным моделям (ПК-1);

–разрабатывать макеты мехатронных и робототехнических систем, разрабатывать программные средства макетов, проводить настройку и отладку макетов, применять контрольно-измерительную аппаратуру для определения характеристик и параметров макетов (ПК-2);

–вести патентные исследования в области мехатронных и робототехнических систем, выполнять расчетно-графические работы по проектированию модулей мехатронных и робототехнических систем, разрабатывать функциональные схемы, проводить энергетический расчет и выбор исполнительных элементов, вести анализ устойчивости, точности и качества процессов управления, проводить регулировочные расчеты - синтез алгоритмов управления и корректирующих устройств, вести разработку алгоритмов и программных средств реализации корректирующих устройств, проводить кинематические, прочностные расчеты, оценки точности механических узлов, вести расчеты электрических цепей аналоговых и цифровых электронных устройств (ПК-3);

–разрабатывать проектную и конструкторскую документацию мехатронных и робототехнических систем, включая принципиальные электрические схемы и печатные платы, схемы размещения и соединения, разрабатывать технологические процессы изготовления, сборки и испытаний проектируемых узлов и агрегатов, проводить качественный и количественный анализ опасностей, сопровождающих эксплуатацию разрабатываемых узлов и агрегатов и обосновывать меры по их предотвращению (ПК-4)

–разрабатывать рабочую конструкторскую документацию мехатронных и робототехнических систем, в том числе по составным частям опытного образца мехатронной или робототехнической системы, выпускать эксплуатационную документацию, участвовать в проведении предварительных испытаний составных частей опытного образца мехатронной или робототехнической системы по заданным программам и методикам и вести соответствующие журналы испытаний (ПК-5).

Дополнительные профессиональные компетенции:

–анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

–принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов энергетического машиностроения (ПК-10);

–использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17);

–способность создавать системы управления роботов и мехатронных модулей;

–умение создавать управляющие алгоритмы управления и обработки измерений мобильных, манипуляционных роботов, датчиков инерциальной и внешней информации, построенных на базе новых физических принципов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю подготовки «Компьютерные технологии управления в робототехнике и мехатронике».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Дискретная математика», «Теоретическая механика», «Теория колебаний и динамика машин», «Информатика», «Электротехника», «Теория автоматического управления».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин

–приводы электрических и гидравлических мехатронных и робототехнических устройств,

–управление мехатронными системами,

–управление робототехническими системами,

–проектирование мехатронных систем,

–проектирование робототехнических систем,

–моделирование робототехнических систем

программы магистерской подготовки «Мехатроника и робототехники».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины выпускники должны демонстрировать следующие результаты образования:

знать:

–основные источники научно-технической информации по мехатронным и робототехническим системам (ОК-7, ПК-6);

–теоретические основы проектирования микросистемной техники, мехатронных модулей, роботов и робототехнических систем (ПК-1);

–требования, предъявляемые функциональным характеристикам технологических модулей и машин: характеристики по кинематике и динамике, точности движения рабочих органов машин и механизмов исследуемых систем (ПК-2);

–основы микросистемных, микро и нано- электромеханических технологий (ПК-3);

–структуру и принципы построения систем управления для реализации быстрых и точных перемещений рабочих органов по сложным контурам и поверхностям (ПК-4);

–определять структуру, состав измерительной информации сенсоров различной природы для выполнения различных целевых задач (ПК-5);

–технологию изготовления основных элементов мехатронных и робототехнических систем (ПК-10);

Уметь:

–самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и проектирования робототехнических систем (ОК-7);

–составлять протоколы информационного взаимодействия измерительных и силовых контуров для решения поставленных задач (ПК-1 - ПК-5);

–рассчитывать параметры конструктивных схем, создавать опытные образцы и макеты микросистемной техники, мехатронных модулей, роботов и робототехнических систем (ПК-1 - ПК-5);

–разрабатывать, модернизировать и использовать программы расчетов установившихся, кинематических динамических характеристик робототехнических систем (ПК-2);

–осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые конструктивные, кинематические, принципиальные схемы робототехнических систем (ПК-6);

Владеть:

–навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

–терминологией в области мехатроники и робототехники (ОК-2);

–навыками поиска информации о мехатронных систем (ПК-6);

–составлять протоколы информационного взаимодействия измерительных и силовых контуров для решения поставленных задач (ПК-2 );

–методы управления системами, функционирующими в изменяющихся и неопределенных внешних средах (ПК-2 );

–методику разработки алгоритмов иерархического, оптимального по бытродействию, энергозатратам и интегральным характеристикам переходных процессов построения систем управления движением (ПК-3);

–методы реконфигурации в зависимости от выполняемой конкретной задачи или операции для обеспечения высокой надежности и безопасности функционирования (ПК-4, ПК - 5).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единицы, 252 часов.

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

Постановка задач управления мехатронными и робототехническими системами.

30

7

12

10

16

Контрольная работа, защита расчетного задания

2

Основы проектирования мехатронных и робототехнических системами

60

7

10

12

12

Контрольная работа, защита расчетного задания

3

Основы моделирования мехатронных и робототехнических систем

40

7

12

12

12

Контрольная работа, защита расчетного задания

4

Методика построения программного управления движением

32

8

10

18

20

Контрольная работа, защита расчетного задания

5

Методика выбора наблюдающих устройств, испытаний систем

30

8

10

10

12

Контрольная работа

6

Управление и стабилизация по оценке состояния

22

8

10

6

13

Контрольная работа, защита расчетного задания

Зачет

2

7,8

0

0

--

2

защита расчетного задания

Экзамен

36

7

0

0

--

36

Устный

Итого:

252

64

68

123

  1. Рабочая программа учебной дисциплины “ теория колебаний и динамика машин цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является изучение общих законов, которым подчиняются колебания механических систем, овладение основными методами математического описания и алгоритмами исследования движения механических систем.
  2. Рабочая программа учебной дисциплины "начертательная геометрия и компьютерная графика" Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является: изучение способов получения определенных графических моделей пространства, основанных на ортогональном проецировании и умении решать на этих моделях задачи, связанные пространственными формами и отношениями.
  3. Рабочая программа учебной дисциплины мировые цивилизации, философии и культуры цикл (3)

    Рабочая программа
    анализировать события и явления действительности и достижения человеческой культуры с учетом их уникальности и органической принадлежности к единому потоку исторического движения,
  4. Базовой части цикла пц рабочей программы учебной дисциплины 05. «Основы 4 d д изайна»

    Документ
    – Сформировать комплекс знаний об эмоциональной природе человека, её влиянии на формирование предметно-пространственной среды и эффекта обратной связи.
  5. Рабочая программа учебной дисциплины “ Микропроцессорная техника в мехатронике и робототехнике Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является обучение современным техническим средствам управления, применяемым в мехатронике и робототехнике, изучение методов проектирования микропроцессорных систем управления, архитектур микропроцессорного обеспечения
  6. Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл

    Рабочая программа
  7. Рабочая программа учебной дисциплины "электротехника и электроника" Цикл (5)

    Рабочая программа
  8. Рабочая программа учебной дисциплины "электронные устройства мехатронных и робототехнических систем" Цикл

    Рабочая программа
    применять знания принципов действия и математического описания электронных элементов в составе мехатронных и робототехнических систем для построения математических моделей (ПК-1);
  9. Рабочая программа учебной дисциплины "тепломассообмен" Цикл (2)

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является изучить принципы технической термодинамики и тепломассообмена как комплексной научной и инженерной дисциплины, включающей гидродинамику, а также методы их применения для анализа и расчёта процессов, происходящих

Другие похожие документы..