Podstawy automatyki i robotyki Field of study: Applied Computer Science
Programme code: W4-S1IS19.2.2019

Module name: Podstawy automatyki i robotyki
Module code: 03-IS-19-PAiR
Programme code: W4-S1IS19.2.2019
Semester:
  • summer semester 2023/2024
  • summer semester 2022/2023
  • summer semester 2021/2022
  • summer semester 2020/2021
Language of instruction: Polish
Form of verification: exam
ECTS credits: 3
Description:
Studenci zapoznają się z podstawowymi pojęciami teorii sterowania oraz robotyki. Treści programowe: Wykład: 1. Podstawowe pojęcia: sygnały, obiekty, regulatory, elementy wykonawcze. Sterowanie w układzie otwartym i zamkniętym. Model dynamicznego układu sterowania. Regulatory dwustawny, proporcjonalny i PID. Implementacja regulatora PID. 2. Roboty mobilne. Napęd robota i klasy robotów mobilnych. Modele różnicowy i unicycle. Sterowanie oparte na zachowaniach. 3. Liniowe układy sterowania. Równanie w przestrzeni stanów. Linearyzacja układów nieliniowych.Macierze Jakobiego. Stabilność układu. Sterowanie “Output Feedback”. 4. Projektowanie układu sterowania. Sterowanie “State Feedback”. Macierz Kalmana. Sterowalność i obserwowalność. Zasada separacji. lokowanie biegunów (pole placement). 5. Hybrydowe układy dynamiczne. Przełączanie zachowań. Paradoks Zenona. Automaty hybrydowe typu Zeno1 i Zeno2. Sterowanie ślizgowe. 6. Problem nawigacji. Zachowania “go-to-goal”, “avoid-obstacles”, “follow-wall”. Arbitraż zachowań (“hard switching” i “blending”). Automat hybrydowy z przełączaniem i sterowanie ślizgowe. 7. Podsumowanie. Projektowanie warstwowe, uniwersalność “pose” i modelu unicycle. Pełna architektura układu sterowania robota mobilnego. Laboratorium: Ćwiczenia obejmujące programowanie robota mobilnego z wykorzystaniem platformy Lego Mindstorms EV3 i środowiska ev3dev (python3). 1. Zapoznanie się ze środowiskiem, programowanie prostego robota (2h). 2. Robot śledzący linię (line-follower). Regulator On-Off, P oraz PID (6h). 3. Odometria i zachowanie go-to-goal (6h). 4. Czujniki odległości i omijanie przeszkód (6h) 5. Arbitraż zachowań. Robot mobilny jako automat hybrydowy (6h) 6. Dostosowanie parametrów sterowania. Wyścig finałowy. Zaliczenie (4h).
Prerequisites:
(no information given)
Key reading:
(no information given)
Learning outcome of the module Codes of the learning outcomes of the programme to which the learning outcome of the module is related [level of competence: scale 1-5]
ma podstawową wiedzę w zakresie teoretycznych podstaw sterowania [PAiR_1]
 K_W02 [2/5]
zna i potrafi stosować podstawowe elementy i układy automatyki i robotyki [PAiR_2]
 K_W02 [2/5]
potrafi zaprojektować i zbudować prosty układ pomiarowy [PAiR_3]
 KIN_U09 [3/5]
potrafi zaprojektować i zbudować proste urządzenie wykorzystując układy automatycznej regulacji [PAiR_4]
 KIN_U09 [3/5]
potrafi wykonywać zadania inżynierskie podczas pracy w grupie, zarówno w roli lidera jak i członka zespołu [PAiR_5]
 K_K02 [3/5]
Type Description Codes of the learning outcomes of the module to which assessment is related
kolokwium [PAiR_w_1]
Zaliczenie ćwiczeń wykonywanych na zajęciach
 PAiR_3 PAiR_4
egzamin [PAiR_w_2]
Test komputerowy lub egzamin ustny. Tematyka obejmuje zakres materiału przedstawiony na wykładach
 PAiR_1 PAiR_2 PAiR_5
Form of teaching Student's own work Assessment of the learning outcomes
Type Description (including teaching methods) Number of hours Description Number of hours
lecture [PAiR_fs_1]
wykład wsparty prezentacjami multimedialnymi oraz demonstracjami w miarę potrzeby
 15
Praca własna z podręcznikami i literaturą uzupełniającą
 15 egzamin [PAiR_w_2]
laboratory classes [PAiR_fs_2]
praca w laboratorium z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania i urządzeń
 30
praca własna z wykorzystaniem ogólnodostępnego oprogramowania, doskonalenie umiejętności zdobytych na zajęciach
 30 kolokwium [PAiR_w_1]
Attachments
Module description (PDF)
Information concerning module syllabuses might be changed during studies.
Syllabuses (USOSweb)
Semester Module Language of instruction
(no information given)