Рабочая программа учебной дисциплины “ Микропроцессорная техника в мехатронике и робототехнике Цикл

10

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

Микропроцессорная техника в мехатронике и робототехнике”

Цикл:

Профессиональный

Часть цикла:

Базовая Б.3

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б.3.8

Часов (всего) по учебному плану:

72

Трудоёмкость в зачётных единицах:

2

Лекции

34 часа

8 семестр – 34;

Практические занятия

-

-

Лабораторные работы

38 час

8 семестр – 38;

Расчётные задания, рефераты

-

-

Объём самостоятельной работы по учебному плану (всего)

12 час

8 семестр – 12;

Экзамены

8 семестр

Курсовые проекты (работы)

-

-

Москва - 2010

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Цельюдисциплины является обучение современным техническим средствам управления, применяемым в мехатронике и робототехнике, изучение методов проектирования микропроцессорных систем управления, архитектур микропроцессорного обеспечения робототехнических систем. На данной основе становится возможным построение перспективных систем управления роботизированным производством, разработка аппаратно-программного обеспечения мехатронных модулей и систем микропроцессорных управляющих систем, эффективно реализующих различные алгоритмы управления. Дисциплина играет важную роль в формировании профессиональных знаний в области компьютерных технологий управления в робототехнике и мехатронике. Мехатронные и робототехнические системы – это органический симбиоз механических конструкций, электроники и систем управления на основе микропроцессорных систем управления. Широко распространенные серийные промышленные микропроцессоры, применяемые в различных системах управления технологическими процессами, не всегда могут быть применены из-за их универсальности, а, значит, избыточности. В мехатронных и робототехнических системах часто требуются специализированные решения, направленные на создание устройств управления, оптимизированных по различным критериям (габариты, функции, быстродействие и т.д.). А это требует от специалистов хороших знаний аппаратных и программных средств, причем на уровне машинных команд.

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);

  • 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 составных частей объектов профессиональной деятельности, применять необходимые для построения моделей знания принципов действия и математического описания составных частей мехатронных и робототехнических систем (информационных, электромеханических, электрогидравлических, электронных элементов и средств вычислительной техники), реализовывать модели средствами вычислительной техники, определять характеристики объектов профессиональной деятельности по разработанным моделям (ПК-1);

–разрабатывать макеты информационных, электромеханических, электрогидравлических, электронных и микропроцессорных модулей 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 профессиональной деятельности, выполнять расчетно-графические работы по проектированию информационных, электромеханических, электрогидравлических, электронных и микропроцессорных 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 конструкторскую проектную документацию механических сборочных единиц и деталей мехатронных и робототехнических систем, разрабатывать конструкторскую проектную документацию электрических и электронных узлов (включая микропроцессорные) мехатронных и робототехнических систем, принципиальные электрические схемы, печатные платы, схемы размещения, схемы соединения, разрабатывать технологические процессы изготовления, сборки и испытания 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 механических сборочных единиц и деталей мехатронных и робототехнических систем, разрабатывать рабочую конструкторскую документацию электрических и электронных узлов (включая микропроцессорные) мехатронных и робототехнических систем, принципиальные электрические схемы, печатные платы, схемы размещения, схемы соединения, разрабатывать рабочую программную документацию по составным частям опытного образца мехатронной или робототехнической системы, выпускать эксплуатационную документацию составных частей опытного образца мехатронной или робототехнической системы, 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:

  • способность анализировать архитектуры устройств управления роботов и мехатронных модулей;

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

Задачами дисциплины являются:

–изучение архитектуры устройств управления роботов и мехатронных модулей, основных задач проектирования микропроцессорных систем;

–формирование устойчивых навыков по применению методов проектирования низкоуровневого программного обеспечения;

–ознакомление студентов с историей и логикой развития низкоуровневого программного обеспечения роботов и мехатронных модулей.

2.МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится 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» (алгебра-логика, операции с двоичными числами, системы счисления), «Теоретическая механика», «Теория колебаний и динамика машин», (построение и исследование моделей движения), «Информатика» (основы программирования, разработка алгоритмов, блок-схемы алгоритмов), «Основы мехатроники и робототехники», «Электротехника» (законы теории электрических цепей; трансформаторы; магнитные цепи; электродвигатели, типовые датчики обратной связи, принципы построения электроприводов, цифровая схемотехника, устройства сопряжения с объектом для цифровых систем, аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи)

Дисциплина является одной из основных для следующих курсов:

–приводы электрических и гидравлических мехатронных и робототехнических устройств (системы управления электрических приводов с двигателями постоянного тока, асинхронные и синхронные приводы);

–теория автоматического управления (цифровые системы автоматического управления с микро-ЭВМ,);

–управление мехатронными системами (аппаратно-программные средства для управления модулям и мехатронными системами);

–управление робототехническими системами (аппаратно-программные средства для управления движениями робота, микропроцессорные устройства управления оборудования с программным управлением);

–проектирование мехатронных систем (проектирование систем приводов мехатронных модулей, проектирование устройств управления мехатронных систем);

–проектирование робототехнических систем (проектирование систем приводов манипуляторов, проектирование устройств управления роботами, проектирование систем управления участков с роботизированным оборудованием);

–моделирование робототехнических систем (моделирование распределенных робототехнических систем, гибридные вычислительные системы).

3.РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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

Знать:

–архитектуру и интерфейс микропроцессоров;

–способы, методы и циклы обмена, виды адресации, процессы, состояния процессов, события, диспетчеры и монитор состояния;

–систему команд микроконтроллеров и модульных микропроцессорных систем;

устройство сопряжения с объектом управления;

–непосредственное, последовательное и параллельное программирование;

–методику разработки принципиальных схем аппаратных средств;

–методику разработки и отладки программных средства микропроцессорных систем, реализующих алгоритмы управления;

–основных архитектур устройств управления роботов и РТС;

–основных синтаксических конструкций современных языков программирования

–основных шаблонов проектирования низкоуровневого программного обеспечения, применяющихся для управления и моделирования РТС;

Уметь:

–анализировать архитектуры устройств управления роботов и РТС;

–создавать управляющие низкоуровневые алгоритмы для микропроцессоров мобильных роботов;

–вести анализ и разработку структурных и принципиальных схем аппаратных средств микропроцессорных систем;

–разрабатывать и отлаживать программные средства микропроцессорных систем, реализующие алгоритмы управления;

–создавать экспериментальные и макетные образцы;

–применять стандартные программы САПР для проектирования микропроцессорных систем;

–обосновывать технические требования к микропроцессорным системам по общему техническому заданию.

  1. Рабочая программа учебной дисциплины "теория автоматического управления" Цикл

    Рабочая программа
  2. 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);
  3. Рабочая программа учебной дисциплины "электротехника и электроника" Цикл (5)

    Рабочая программа
  4. Рабочая программа учебной дисциплины «метрология, стандартизация и сертификация» Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является приобретение знаний в области стандартизации и сертификации производства для дальнейшего использования в практической деятельности с целью обеспечения качества продукции и её конкурентоспособности на основе
  5. Рабочая программа учебной дисциплины «специальные вопросы динамики и регулирования автоматизированных гидро-и пневмосистем» Цикл

    Рабочая программа
    Целью дисциплины является изучение автоматизированных комбинированных исполнительных модулей с разнородными и разновидовыми управляющими (информационными) сигналами, используемых в составе гидро-и пневмосистем (ГПС) различных стационарных
  6. Аннотации дисциплин подготовки бакалавров по направлению 221000 «Мехатроника и робототехника»

    Документ
    При изучении раздела «Инженерная графика» студент должен на основании полученных знаний по начертательной геометрии уметь правильно составлять чертежи технических деталей и наносить размеры с учетом основных положений конструирования
  7. «Мехатроника и робототехника» (1)

    Документ
    Настоящие требования составлены для учебных заведений, ведущих подготовку специалистов согласно государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов
  8. Программа наименование дисциплины основы мехатроники. (указывается наименование в соответствии с учебным планом)

    Программа
    Научно-исследовательская: математическое описание мехатронных и робототехнических систем, их анализ методами компьютерного моделирования, разработка новых методов управления и проектирования таких систем, проведение экспериментальных исследований.
  9. Программа наименование дисциплины основы робототехники. (указывается наименование в соответствии с учебным планом)

    Программа
    Проектно-конструкторская: определение и формализация задач, составление требований к компонентам мехатронных и робототехнических систем, разработка отдельных подсистем и устройств, включая элементы конструкции, приводы, датчики информации,

Другие похожие документы..