Popis předmětu - AD3B33DRR

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
AD3B33DRR Dynamika a řízení robotů
Role:PO, V Rozsah výuky:14KP+6KL
Katedra:13133 Jazyk výuky:CS
Garanti:  Zakončení:Z,ZK
Přednášející:  Kreditů:6
Cvičící:  Semestr:Z

Anotace:

Předmět seznámí s robotem jako dynamickým systémem, jeho návrhem, identifikací, řízením a programováním. Postupy jsou použitelné pro další dynamické elektromechanické systémy, např. výrobní a manipulační stroje.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AD3B33DRR

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A3B33DRR

Cíle studia:

Hlavními cíly studia předmětu jsou dovednosti studentů v oblasti dynamické analýzy robotů, jejich návrhu, identifikace a řízení. Znalosti z teorie řízení budou aplikovány na problemtiku řízení robotů. Znalosti z identifikace, syntézy a kalibrace budou rozšířeny a aplikovány na robotiku.

Osnovy přednášek:

1. Základní metody dynamického modelování - Newton-Eulerovy rovnice.
2. Základní metody dynamického modelování - princip virtuálních prací, Lagrangeovy rovnice.
3. Specializované metody dynamiky pro robotiku - inversní dynamická úloha, metoda kompozitních těles, rekurzivní metoda řešení.
4. Modelování dynamiky robotů s poddajnými členy - vlastní frekvence a vlastní tvary kmitu, modelování poddajných mechanismů. 5. Plánování pohybu robota, analýza dynamických schopností robotů na pracovních trajektoriích.
6. Syntéza kinematických a dynamických vlastností a struktury robotů.
7. Kinematická kalibrace robotů.
8. Využití dynamického modelu a inversní dynamické úlohy pro řízení robotů.
9. Základní metody řízení robotů - řízení polohy a řízení síly, decentralizované a centralizované řízení.
10. Prediktivní řízení - základy metody.
11. Prediktivní řízení robotů.
12. Porovnání základních metod řízení robotů a prediktivního řízení.
13. Některé speciální typy robotů - paralelní, paralelní s nadbytkem pohonů, roboty s hierarchickou strukturou aktuátorů.
14. Záloha.

Osnovy cvičení:

1. Úvod, organizace, bezpečnost práce. Příklad planárního paralelního manipulátoru, přímá a inverzní kinematická úloha.
2. Příklad sestavení dynamického modelu manipulátoru pomocí Newton-Eulerových rovnic. Simulační dynamický model. Výpočet manipulovatelnosti.
3. Samostatné řešení 1. úlohy (organizované cvičení není).
4. Příklad na inversní dynamickou úlohu robota, model pro výpočet potřebných silových účinků. Výpočtový model pro inversní dynamickou úlohu.
5. Samostatné řešení 2. úlohy (organizované cvičení není).
6. Příklad na malé kmity poddajné soustavy. Postup řešení a realizace programu pro výpočet průběhu výchylek přímou integrací.
7. Samostatné řešení 3. úlohy (organizované cvičení není).
8. Řešení příkladu na kinematickou kalibraci robota. Zavedení kalibračních parametrů robota. Výběr vhodné sítě kalibračních poloh.
9. Samostatné řešení 4. úlohy (organizované cvičení není).
10. Příklad na základní metody řízení robota. Spojení zákona řízení s dynamickým simulačním modelem. Metoda "computed torque".
11. Samostatné řešení 5. úlohy (organizované cvičení není).
12. Příklad na prediktivní řízení jednoduchého robota. Simulační model robota s prediktivním řízením.
13. Samostatné řešení 6. úlohy (organizované cvičení není).
14. Udílení zápočtů. Dokončení rozpracovaných úloh.

Literatura:

1. Pires, J.N. Industrial Robots Programming, Springer Berlin, 2006, 282 s.
2. Sciavicco, L., Siciliano, B., Modelling and Control of Robot Manipulators, Springer Berlin 2001.
3. Vidyasagar M., Spong M.W. Robot Dynamics and Control, Wiley 1989, 336 s.
4. Další informace na http://cw.felk.cvut.cz/doku.php/courses/a3b33drr/

Požadavky:

Znalost základních metod dynamického modelování mechanických systémů. Znalost základních metod kinematické analýzy prostorových mechanismů, zvláště pak robotů (inversní kinematická úloha, přímá kinematická úloha). Znalost základních metod řízení systémů.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Webová stránka:

http://cw.felk.cvut.cz/doku.php/courses/a3b33drr/start

Klíčová slova:

dynamika robotů, řízení robotů, simulace v robotice

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BKOI1 Počítačové systémy V 5
BKOI_BO Před zařazením do oboru V 5
BKOI3 Softwarové systémy V 5
BKOI2 Informatika a počítačové vědy V 5
BKEEM1 Aplikovaná elektrotechnika V 5
BKEEM_BO Před zařazením do oboru V 5
BKEEM2 Elektrotechnika a management V 5
BKKME1 Komunikační technika V 5
BKKME_BO Před zařazením do oboru V 5
BKKME4 Síťové a informační technologie V 5
BKKME3 Aplikovaná elektronika V 5
BKKME2 Multimediální technika V 5
BKKYR1 Robotika PO 5
BIS(ECTS)-D Inteligentní systémy (bakalářský, dobíhající pro nástupní ročníky před 2013) V 5
BKSTMWM Web a multimedia V 5
BKSTMSI Softwarové inženýrství V 5
BKSTMMI Manažerská informatika V 5
BKSTMIS Inteligentní systémy (bakalářský, dobíhající pro nástupní ročníky před 2013) V 5
BKSTM_BO Před zařazením do oboru V 5
BSI(ECTS)-D Softwarové inženýrství V 5
BWM(ECTS)-D Web a multimedia V 5
BMI(ECTS)-D Manažerská informatika V 5

Stránka vytvořena 14.5.2021 17:50:53, semestry: Z/2020-1, L/2021-2, L/2020-1, Z,L/2022-3, Z/2021-2, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.