Управление мехатронными и робототехническими системами

1. Математические основы теории систем
2. Открытый пакет для математических вычислений Scilab
3. Программирование контроллера Lego Mindstorms
4. Математическая модель двигателя постоянного тока
5. Расширенная модель двигателя постоянного тока
6. Пропорциональное регулирование
7. Система компьютерной алгебры Maxima
8. Маятниковые системы и их моделирование
9. Метод модального управления

Каждая тема предполагает изучение в течение одной недели. На последней неделе запланирован итоговый интернет-экзамен.

Формат

В состав курса входят видео-лекции, упражнения. Трудоемкость курса 3 зачетные единицы и он рассчитан на 10 недель. Средняя недельная нагрузка на обучающегося - 10 часов.

Информационные ресурсы

1. Мирошник И. В. Теория автоматического управления //Линейные системы. СПб.: Питер. – 2005. – Т. 3.
2. Дударенко Н. А., Слита О. В., Ушаков А. В. Математические основы современной теории управления: аппарат метода пространства состояний: учебное пособие./Под ред //СПб: СПбГУ ИТМО. – 2008.
3. Андриевский, А. Б., Андриевский, Б. Р., Капитонов, А. А., Фрадков, А. Л. Решение инженерных задач в Scilab: учебное пособие./Под ред //СПб: СПбГУ ИТМО. – 2013.
4. Kapitonov A. A. et al. Course of lab activities on control theory based on the Lego NXT⋆ //World Congress. – 2014. – Т. 19. – №. 1. – С. 9063-9068.

Требования

Минимальный уровень подготовки включает в себя школьную программу по математике, физике и информатике. Для успешного освоения курса желательно знать основы теоретической механики, математического анализа, электротехники, теории автоматического управления. 

По окончании освоения дисциплины обучающийся будет способен:

• проводить обследование объекта для его математического описания, системный анализ робототехнических объектов (РО-1)
• проводить моделирование процессов и систем в области робототехники (РО-2)
• использовать основные законы физики в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования в области робототехники (РО-3)

Формируемые компетенции
15.03.06 Мехатроника и робототехника

• Способностью проводить вычислительные эксперименты с использованием стандартных программных пакетов с целью исследования математических моделей мехатронных и робототехнических систем (ПК-6)
• Способностью проводить эксперименты на действующих макетах, образцах мехатронных и робототехнических систем по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК-5)
• Способностью составлять математические модели мехатронных и робототехнических систем, их подсистем и отдельных элементов и модулей, включая информационные, электромеханические (ПК-1)

27.03.04 Управление в технических системах

• Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10)
• Способность представить адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1)
• Способностью выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2)

О курсе

Курс посвящен теоретическим расчетам моделей робототехнических систем и созданию алгоритмов управления. Целью данного курса является применение теоретических знаний из области физики и математики для решения практической задачи управления маятниковыми системами. Курс основан на использовании широко распространенного робототехнического набора и открытых программных средств. В результате прохождения курса обучающийся получит комплекс знаний по реализации и настройке системы управления на основе математической модели мехатронной системы. Прикладное использование математики позволяет решать сложные задачи.

Сертификат

Сертификат участника обычно выдается при достижении 60% от общего рейтинга при условии сдачи работ до жесткого дедлайна. Сертификат с отличием, как правило, выдается при достижении 90% от общего рейтинга при условии сдачи работ до мягкого дедлайна.

Длительность курса: 12 недель
Понадобится для освоения: 10 часов в неделю
Для зачета в своем вузе: 3 зачётных единицы