Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Robotirányítás rendszertechnikája

    A tantárgy angol neve: Robot Control Architectures

    Adatlap utolsó módosítása: 2013. november 5.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki szak, MSc képzés
    Számítógép-alapú rendszerek szakirány
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUM255 2 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Tevesz Gábor,
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.aut.bme.hu/portal/VIAUM255
    4. A tantárgy előadója
    Név: Beosztás: Tanszék, Intézet:
    Dr. Tevesz Gábor egyetemi docens Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    Bézi István c. egyetemi docens Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    Oláh István mestertanár Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Mikrokontrolleres és interfésztechnikai alapismeretek, valós idejű programozás
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIAUMA10" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIAUMA10", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célja, hogy a hallgatók ismereteket szerezzenek a komplex automatizált rendszerek egyik nagy családjának, a robotirányításnak a területén használatos hardver és szoftver eszközökről, elsajátítsák a használatos irányítási algoritmusok és architektúrák főbb jellegzetességeit. Megismerkednek a robotok mozgását leíró modellekkel, irányítási architektúráikkal, a robotprogramozási nyelvek szerkezetével és tulajdonságaival (on-line és off-line robotprogramozás, az explicit robotprogramozási nyelvek osztályozása). Részletesen elemeznek egy robotprogramozási nyelvet (ARPS), majd áttekintik a robotprogramozás fejlődési irányait, az implicit programozást, egy szakértői rendszeren alapuló on-line programrendszer felépítését. A tantárgy két hat szabadságfokú általános célú szerelőrobot példáján keresztül szemlélteti a tanultakat. Betekint a mobil robotok világába, bemutatja szenzoraikat és irányításuk specialitásait.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Robotirányítási alapismeretek

    Ebben a fejezetben megismerkedünk a robotok, mint komplex irányítandó objektumok főbb fajtáival, a robotgenerációkkal és a robottípusokkal. Áttekintjük a robotirányítás matematikai alapjait, a pályatervezés alapjául szolgáló direkt és az inverz geometriai transzformációt. Röviden elemezzük a robot kinematikáját és dinamikus modelljét, majd megismerkedünk a legfontosabb robotirányítási elvekkel és módszerekkel.

    A Nokia-Puma 560-as robot irányító rendszere

    Elemezzük a Nokia-Puma 560-as robot eredeti, decentralizált szervóhajtásokon alapuló irányító rendszerének felépítését. Külön kitérünk a robot karban található inkrementális érzékelők tulajdonságaira, a nagypontosságú pozíció és sebességszámítás lehetőségeire. A robot továbbfejlesztett irányítórendszerét a korszerűbb irányítási algoritmusok realizálhatósága szempontjából vizsgáljuk.

    Robotprogramozási nyelvek

    Megismerkedünk a robot programozási nyelvek tulajdonságaival. On-line, off-line programozás, explicit programozási nyelvek osztályozása. Kitekintés: a robotprogramozás fejlődési irányai, implicit programozás.Részletesen ismertetésre kerül a Nokia-Puma 560-as robot ARPS programnyele, utasításaival és azok tulajdonságaival. Áttekintjük az ARPS nyelvi bővítésének lehetőségeit hibrid pozíció-erő irányításhoz.

    Digitális szabályozó algoritmusok

    Megismerkedünk a robotokban alkalmazott digitális szabályozó algoritmusokkal (pozíció, sebesség, nyomaték szabályozó közök). Az elintegrálódás kiküszöbölése.

    A Mitsubishi SV-3SDB ipari szerelőrobot

    Áttekintjük egy másik korszerű, 6 szabadságfokú ipari szerelőrobot architektúrális felépítését, kompakt jelprocesszoros irányító- és betanító rendszerét, a robot programozásához szükséges nyelvi elemeket. Megismerkedünk a mai korszerű robotok szimulációs lehetőségeivel.

    Mobil robotok

    Mobil robotok legfontosabb ismertetőjegyei, osztályozásuk, irányításuk. Mobil robotok szenzorai, a tájékozódás legfontosabb kérdései és megoldásai. Egyszerűbb pályatervezési fogalmak. A mozgás végrehajtása: aktuátorok, szervóhajtások.

    Gyakorlatok:

    Mobil nyomkövető robot verseny feladatkiírása

    Nokia-Puma 560 direkt/inverz geometriai feladat számítása

    Inkrementális adó pozíció- és sebességszámításra

    ARPS nyelvi elemek használata, programozási példák

    Digitális szabályozók

    Mobil robotok helyzet-meghatározási példái

     
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tantárgy anyaga előadásokon és gyakorlatokon kerül ismertetésre. Az előadások és a gyakorlatok az anyag ütemében váltogatják egymást, a gyakorlatokon példák és esettanulmányok formájában kerül elmélyítésre az előadásokon elhangzott elméleti tananyag.
    10. Követelmények a.              A szorgalmi időszakban: egy zárthelyi

    b.             A vizsgaidőszakban:       írásbeli vizsga

    c.              Elővizsga:                       igény szerint

     

    Az aláírás megszerzésének feltétele a zárthelyi elfogadható (legalább elégséges szintű) megoldása. A vizsgára bocsátás feltétele az aláírás megléte.

    11. Pótlási lehetőségek A zárthelyihez a TVSZ előírásai szerint mind a szorgalmi, mind a pótlási időszakban 1-1 pótlási lehetőséget biztosítunk.
    12. Konzultációs lehetőségek

    Órák előtt és után, továbbá a tanszéken, egyeztetés szerint

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Tevesz G.: Robotirányítás rendszertechnikája (Elektronikus jegyzet). BME AAIT, 2009.

    Tevesz G.: Mikrokontroller alapú rendszerek (Elektronikus jegyzet). BME AAIT, 2008.

    J. Borenstein - H.R. Everett - L. Feng: "Where Am I?" Sensors and Methods for Mobile Robot Positioning. The University of Michigan, 1996.

     
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire16
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név: Beosztás: Tanszék, Int.:
    Dr. Tevesz Gábor egyetemi docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

    Egyéb megjegyzések A tantárgy angol neve: Robot Control Architectures