Мехатронных и робототехнических устройств

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Направление подготовки

221000 Мехатроника и робототехника

Квалификация (степень) выпускника

магистр

Программа подготовки магистра

221000 Роботы и робототехнические системы

Форма обучения

очная

Факультет

Н Мехатроника и управление

(указывается индекс и полное наименование факультета Университета, заказавшего программу)

Выпускающая кафедра

Н1 Мехатроника и робототехника

(указывается индекс и полное наименование выпускающей кафедры)

Кафедра-разработчик рабочей программы

Н1 Мехатроника и робототехника

(указывается индекс и полное наименование кафедры, составившей и реализующей программу)

КУРС

Семестр

ОБЩАЯ ТРУДОЁМКОСТЬ (ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦ)

ЧАСЫ (по наличию видов занятий)

Вид итогового контроля (экзамен, зачёт, дифф. зачет)

ОБЩАЯ ТРУДОЁМКОСТЬ

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

ВСЕГО/ всего в интерактивной форме

ЛЕКЦИИ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

АУДИТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Другие виды занятий

ВСЕГО

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчётно - граф. работа

РЕФЕРАТ

Другие виды самост. работы

ПРАКТИЧЕСКИЕ Занятия

СЕМИНАРЫ

68/ 34

зачет

Начальник отдела основных образовательных программ

__________/И.Л.Петрова

«____» ___________2011

САНКТ – ПЕТЕРБУРГ

2011 г

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями Федерального Государственного Образовательного Стандарта (ФГОС) ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 221000 Мехатроника и робототехника

Программу составили:

Кафедра Н1 Мехатроника и робототехника

Коротков Евгений Борисович, доцент, к.т.н., доцент

Эксперт

Программа рассмотрена

на заседании кафедры-разработчика

рабочей программы Н1 Мехатроника и робототехника _________________

(индекс и наименование кафедры-разработчика рабочей программы)

«___» _______ 2011 г. Заведующий кафедрой Ю.В. Загашвили, дтн, проф./ /

(Ф.И.О., уч.степень, уч.звание) (подпись)

Программа рассмотрена

на заседании выпускающей кафедры Н1 Мехатроника и робототехника ___________

(индекс и наименование выпускающей кафедры)

«___» _______ 2011 г. Заведующий кафедрой Ю.В. Загашвили, дтн, проф./ /

(Ф.И.О., уч.степень, уч.звание) (подпись)

Рабочая программа одобрена на заседании Учебно-методической комиссии по укрупненной группе направлений и специальностей подготовки (УМК по УГНиСП) 220000

Автоматика и управление протокол №_________

(полное наименование направления), (№ протокола)

« ___» _____ 2011г. Председатель УМК по УГНиСП Д.Л. Фёдоров, д.ф-м.н, проф. / /

(Ф.И.О., уч.степень, уч.звание) (подпись)

Учебная дисциплина обеспечена основной литературой

«___» ______2011 г. Директор библиотеки БГТУ Н.В. Сесина / /

(Ф.И.О., уч.степень, уч.звание) (подпись)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

П.В. Проектирование систем приводов

Мехатронных и робототехнических устройств

Разделы рабочей программы

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ... 4

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО.. 5

3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ... 6

4. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ... 12

5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ... 13

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ... 14

Приложения к рабочей программе дисциплины

Приложение 1. Аннотация рабочей программы

Приложение 2. Технологии и формы преподавания

Приложение 3. Технологии и формы обучения

Приложение 4. Перечень тем заданий (по видам СРС)

Приложение 5. Оценочные средства и методики их применения

Приложение 6. Справка о наличии в библиотеке БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова учебной литературы

Приложение 7. Лист изменений, вносимых в рабочую программу

ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины является достижение следующих результатов образования:

знания:

на уровне представлений: о составе, принципах действия, устройстве, характеристиках систем приводов мехатронных и робототехнических систем.

на уровне воспроизведения: расчетных схем, алгоритмов функционирования.

на уровне понимания: процессов преобразования энергии в системах приводов, взаимосвязи исполнительных устройств и системы управления.

умения:

теоретические: разработать расчетные схемы, математические модели, провести расчет схем приводов.

практические: выбрать типоразмер двигателей, схемы драйверов и контроллеров, рассчитать их параметры, разработать схему включения в мехатронное устройство.

навыки:

решения задач проектирования систем приводов мехатронных и робототехнических устройств и систем управления с электромеханическими исполнительными элементами и приводами.

Перечисленные результаты образованияявляются основой для формирования следующих компетенций:

Общекультурных

ОК-2 - способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности;

профессиональных:

ПК-2 - способен разрабатывать методами САПР проектную конструкторскую документацию технического проекта (ТП) по мехатронным и робототехническим системам в целом;

- разрабатывать проектную программную документацию технического проекта (ТП) по мехатронным и робототехническим системам в целом;

- выбирать общесистемные средства программного обеспечения.

Этап выпуска рабочей документации опытного образца, его изготовления и предварительных испытаний (опытный образец, «РКД» и «РПД»).

- разрабатывать методами САПР рабочую конструкторскую документацию по опытным образцам мехатронных и робототехнических систем в целом;

- способен разрабатывать рабочую программную документацию по опытным образцам мехатронных и робототехнических систем в целом;

выпускать эксплуатационную документацию по опытному образцу в целом;

ПК-3 - способен глубоко осмысливать и формировать диагностические решения проблем мехатроники и робототехники путем интеграции фундаментальных разделов теории управления, электроники, микропроцессорной техники, проектирования систем и специализированных знаний в сфере профессиональной деятельности (в соответствии со своей магистерской программой);

- способен свободно владеть и использовать в профессиональной сфере современные информационные технологии;

- способен использовать современные компьютерные сети, программные продукты и ресурсы Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки;

- способен активно использовать знания современных проблем мехатроники и робототехники в своей научно-исследовательской и научно производственной деятельности.

МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина Проектирование систем приводов мехатронных и робототехнических устройств является дисциплиной вариативной части профессионального цикла дисциплин ФГОС.

Содержание дисциплины является логическим продолжением содержания дисциплин: «Электромеханические исполнительные элементы и приводы», «Гидравлические и пневматические исполнительные элементы и приводы», «Информационные устройства и системы в мехатронике и робототехнике» и служит основой для освоения дисциплин «Системы автоматизированного проектирования и производства», «Специальная дисциплина по теме диссертации», научно-исследовательской работы студентов и подготовки магистерской диссертации

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

(с распределением общего бюджета времени в часах)

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

3.1. Содержание (дидактика) дисциплины

КУРС	СЕМЕСТР	Номера разделов	Наименование разделов и дидактических единиц	ВСЕГО	АУДИТОРНЫЕ	Самостоятельная работа студентов
ВСЕГО/ в том числе в интерактивной форме	Лекции	Аудиторный практикум (семинар)	Лабораторный практикум
			Раздел 1. Общие вопросы проектирования приводов как вида инженерной практики. 11. Цели и задачи проектирования систем. Привод мехатронного устройства как объект проектирования. Системный подход к проектированию. Основные методы и средства проектирования. 1.2. Стадии проектных работ МУ. Предпроектные работы. Стадия технического задания проектирования изделия. Эскизное проектирование. 1.3. Разработка концепции изделия. Анализ ТЗ, обоснование фундаментальных способов управления (разомкнутого, замкнутого, комбинированного), формирование функциональной схемы. Схема деления. 1.4.Формирование критериев качества. Их структуризация. 1.5. Формирование общих проектных решений по основным элементам функциональной схемы. (Предварительный выбор элементов системы) -по механической части (силовой элемент (исполнительный двигатель), тип механической передачи. --по устройству управления ( управление мощностью (моментом) двигателя; информационное обеспечение системы управления; структуры процессорной части. -выбор системы управления движением привода (частотное управление, подчиненное регулирование, векторное управление) -выбор архитектуры и типа процессора системы управления (концепция CISC архитектуры, концепция RISC- архитектуры, концепция архитектуры цифровых сигнальных процессоров (DSP-процессоров), концепция нейро- архитектуры, концепция архитектуры процессоров с математикой нечеткой логики) и последовательных интерфейсов.		12/	-	-
			Раздел 2. Обобщенные структуры и примеры современных электромеханических и мехатронных систем 2.1. Назначение, состав и особенности объектов управления электромеханических и мехатронных систем; виды, классификация и особенности исполнительных приводов электромеханических и мехатронных систем; устройство, принципы действия и основные характеристики современных исполнительных элементов приводов электромеханических и мехатронных систем. 2.2. Принципы построения и особенности функционирования силовых и управляющих электронных устройств исполнительных приводов электромеханических и мехатронных систем; принципы построения компьютерной управляющей части электромеханических и мехатронных систем; современные методы управления в мехатронике.		8/	-	-
			Раздел 3. Инженерный синтез структуры приводов.3.1 Предварительный выбор элементов системы -по механической части (силовой элемент (исполнительный двигатель), тип механической передачи .-по устройству управления ( управление мощностью (моментом) двигателя; информационное обеспечение системы управления; структуры процессорной части.-выбор системы управления движением привода (частотное управление, подчиненное регулирование, векторное управление) -выбор архитектуры и типа процессора системы управления (концепция CISC архитектуры, концепция RISC- архитектуры, концепция архитектуры цифровых сигнальных процессоров (DSP-процессоров), концепция нейроархитектуры, концепция архитектуры процессоров с математикой нечеткой логики и последовательных интерфейсов.-предварительное 3.2.. Проектирование механической части МУ. Кинематический и силомоментный расчет. Энергетический расчет реализации требуемого движения объекта (решение обратных задач кинематики и динамики). Выбор вида и типоразмера двигателя. Согласование нагрузки с исполнительным двигателем. 3.3. Выбор двигателей приводов МУ. Применение встраиваемых двигателей (моментных, пьезоэлектрических, электромагнитных) 3.4. Разработка аппаратных средств информационного обеспечения привода. Концевые и путевые датчики, датчики скорости и ускорений. Выбор силомоментных датчиков и датчиков тока. 3.5. Проектирование управляемых источников питания. Усилители электронные. Ключи электронные.ШИМ-преобразователи. Выбор преобразователей для питания электрогидравлических и электропневматических приводов		16/	-	-
			Раздел 4. Модели и алгоритмы управления приводами. 4.1. Основные понятия теории математических моделей приводов. 4.2.Методы и алгоритмы управления исполнительными двигателями. Способы управления электромеханическими двигателями Показатели качества управления двигателями и приводами без обратной связи Режимы работы двигателей и приводов без обратной связи. Модели и управление работой двигателя постоянного тока (ДПТ). Модели и управление работой неполноповоротных двигателей постоянного тока (моментных вентильных двигателей) 4.3Модели, методы и алгоритмы управления асинхронными двигателями. Модель двухфазной обобщенной (эквивалентной) электрической машины. Способы управления асинхронными двигателями переменного тока 4.4. Управление синхронными двигателями. 4.5.Математические модели пьезокерамических пакетных двигателей. 4.6. Модели электрогидроприводов и электропневмоприводов. Формирование математических моделей приводов. Синтез устройств, регулирующих переменные состояния (регуляторов), понятия о синтезе регуляторов. Методы синтеза непрерывных стационарных регуляторов, обеспечивающими работоспособность системы		12/	-	-
			Раздел 5.Оптимальное и интеллектуальное управление приводами.5.1.. Методы синтеза непрерывных стационарных САУ с регуляторами, обеспечивающими оптимизацию процессов по одному критерию. Синтез Парето- оптимальных регуляторов заданной структуры САУ объектами с непрерывными стационарными моделями с сосредоточенными параметрами. 5.2 Интеллектуальные системы управления Экспертные системы. Системы интеллектуального управления, построенные на математике нечеткой логики. Системы интеллектуального управления, построенные с использованием искусственных нейронных сетей (ИНС). Системы интеллектуального управления, использующие технологию ассоциативной памяти. Адаптивные системы автоматического управления. Управление движением привода. 5.3. Построение общей математической модели системы с учетом модели энергетической подсистемы (ИМ-двигатель) и динамических свойств датчиков		12/	-	-
			Раздел 6. Проектирование цифровых систем управления приводами6.1. Понятие об устройстве цифрового управления замкнутым приводом. Синтез функциональной структуры и выбор критериев качества УЦУ. Разработка информационного обеспечения Разработка алгоритмического обеспечения УЦУ 6.2. Проработка архитектуры системы управления. Выбор структуры основных функциональных блоков контроллеров Разработка аппаратной части устройства цифрового управления Разработка источников питания. 6.3. Создание программного обеспечения УЦУ.		8/	-	-
ВСЕГО ПО ДИСЦИПЛИНЕ		68/34

Аудиторный практикум

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒