BME VIK - Autonóm robotizált rendszerek

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Lantos Béla,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Lantos Béla	egyetemi tanár	Irányítástechnika és Informatika
dr. Kiss Bálint	egyetemi adjunktus	Irányítástechnika és Informatika

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Szabályozástechnika (vifo3215 vagy viau3215), Mesterséges intelligencia (vimm3241)

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:

Szabályozástechnika (vifo3215 vagy viau3215), Mesterséges intelligencia (vimm3241)

7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy célja, hogy összefoglalja az autonóm robotizált rendszerek irányításának és intelligens rendszertechnikai megvalósításának elméleti alapjait. A tárgy szemléletbeli és algoritmikus alapokat nyújt ilyen rendszerek különféle részterületei számára.

8. A tantárgy részletes tematikája

I. Számítógéppel integrált gyártórendszerek felépítése. (1. hét)

CIM rendszer, automatizált raktár, autonóm kocsi, rugalmas gyártócella.

II. Robotikai alapfogalmak (1. hét)

Irányított mechanizmus, pálya, feladat, végeffektor, PTP és CP irányítás.

III. Robot modellek (2-4. hét)

Elemi forgatások, Rodrigues-képlet, az orientáció jellemzése Euler- és RPY-szögekkel. Homogén transzformáció.

Nyíltláncú, merev robot geometriai modellje. Robot transzformációs gráf. Denavit-Hartenberg alak. Robot karok (Stanford, PUMA-560, SCARA) és kezek (Euler, RPY) Denavit-Hartenberg alakja. Direkt geomatriai feladat. Az inverz geometriai feladat megoldási módszerei (dekompozíció, egyváltozós egyenletek leválasztása).

Robot kinematika: differenciális mozgás. Parciális sebesség és szögsebesség, Jacobi-mátrix. Pozíció, sebesség és gyorsulás algoritmus. Redundáns robotok. Statikus erő és nyomaték transzformálása.

Robot dinamikus modellje. Inerciamátrix, Lagrange, Appel és Newton-Euler egyenletek. A mozgásegyenletek generálása szimbolikus alakban (computer algebra).

IV. Robot programozási nyelvek (5. hét)

Pályatervezés csuklóváltozóban és térben.

Robot programozási nyelvek felépítése, tipikus utasítások. Palettázó program ARPS nyelven.

V. Ipari robotok irányítása (6-8. hét)

A szabad mozgás irányítása. Decentralizált kaszkád csuklóhajtások. A kiszámított nyomaték módszere. Irányítás közvetlenül Descartes-koordinátákban. Az orientáció hiba jellemzése. Nemlineáris szétcsatolás.

Hibrid pozíció és erő irányítás.

VI. Soft computing módszerek a robotok irányításában. (9-10. hét)

Fuzzy, neurális és genetikus algoritmusok a robotok modellezésében és irányításában. Adaptív fuzzy irányítások.

VII. Intelligens robotok (11-14. hét)

Kooperáló és mobilis robotok irányítása.

Mesterséges kéz/szem rendszerek.

Távolról irányított robotok. Teleoperáció, kalibrált virtuális valóság, grafikus modellalapú programozás.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

A tantárgy előadásból áll, amelynek anyagába beillesztésre kerülnek az elméletet magyarázó gyakorlati példák és esettanulmányok.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban:

1 zárthelyi, vizsgába beszámít (20%). Az aláírás feltétele legalább elégséges osztályzat a ZH-ra.

A vizsgára bocsátás feltétele: aláírás.

b. A vizsgaidőszakban:

írásbeli vizsga;

11. Pótlási lehetőségek

Sikertelen nagy ZH egyszer pótolható a szorgalmi időszakban vagy egy alkalommal a vizsgaidőszak harmadik hetének végéig.

12. Konzultációs lehetőségek

Hallgatói igény esetén a ZH, pót ZH és vizsgák előtt az oktatóval egyeztetett időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Lantos Béla: Robotok irányítása. Akadémiai Kiadó, 2001.

Lantos Béla: Fuzzy systems and genetic algorithms. Műegyetemi Kiadó, 2002.

de Wit, C.C.-Siciliano, B.-Bastin, G. (editors): Theory of robot control. Springer, 1997.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	30
Felkészülés zárthelyire	32
Vizsgafelkészülés	32
Összesen	150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Lantos Béla	egyetemi tanár	Irányítástechnika és Informatika