Напредна роботика - изабрана поглавља

ID: 3127
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Лазаревић П. Михаило
извођачи: Лазаревић П. Михаило
контакт особа: Лазаревић П. Михаило
ниво студија: докторске студије
ЕСПБ: 5
облик завршног испита: усмени

извођења

  • 3. семестар, позиција 2

циљ

Упознавање студената са основама кинематике и динамике напредних роботских система.Омогућено је решавање задатка кинематике и динамике као и задатка управљања роботског система (РС)- (редундантни РС, избегавање препрека, планирање задатка,роботска визија) применом интелигентних метода управљања као и коришћењем савремене теорије Родригове матрица трансформације,кватерниона и теорије коначних ротација. Одређивање (симулационих) модела РС-диференцијалних једначина кретања РС која су значајна у практичним проблемима РС применом савремених метода роботике.Практичне симулације РС у МАТЛАБ,Cyberbotics Webots софтверском пакету, као и рад студената са лабораторијским роботом NEUROARМ.

исход

Похађањем предмета студент стиче способност анализе проблема и синтезе решења проблема кинематике и динамике напредних роботских система уз употребу научних метода и поступака као и рачунарске технике и опреме. Тиме му је омогућено примењивање решења у практичним проблемима роботских система као и праћење и примени новина у развоју нових напредних роботских система.

садржај теоријске наставе

Основе и специфичности напредних роботских система(РС).Родригов образац и матрица трансформације(МТ).Одређивање кинематичких величина РС.Директан и инверзан задатак кинематике робота-карактеристични случајеви. Основе кватернионског рачуна и теорије коначних ротација. Диференцијалне једначине(ДИФЈ)кретања РС применом метричког тензора-Родригов приступкао и кватернионски приступ:карактеристични случајеви-у облику кинематичког ланца са структуром тополошког дрвета,у облику затвореног кинематичког ланца. Једначине кретања РС са Лангражевим множитељима.Кеjнове(Kane's)једначине кретања РС. Редундантни РС.Основe "напредних" алгоритама управљања РС као и удаљеног управљања РС.Примена управљања РС засновани на примени рачуна нецелобројног реда. Основе програмских језика за роботе. Решавање карактеристичних проблема роботике: разрешење редуданности, заобилажења препрека, планирање и навигација робота,роботска визија. Пример једног биолошки инспирисаног интелигентног робота.

садржај практичне наставе

Примери одређивања броја степени слободе кретања РС;Израчунавање Родригове матрице трансформације(МТ)-карактеристични случајеви, одређивање кинематичких величина РС у МАТЛАБ окружењу. Решавање директног и инверзног задатка кинематике РС. Решавање директног и инверзног задатка динамике РС у МАТЛАБ окружењу. Примери симулације ДИФЈ РС у МАТЛАБ-у-ГУИ, МАТЕМАТИЦИ, пример једног редундантног РС. Пример симулације РС у Cyberbotics Webots пакету. Пример управљања РС-лабораторијског робота NeuroArm са 7 степени слободе у МАТЛАБ окружењу. Један пример видеосерво управљања датим РС. Симулација и управљање LEGO Mindstorms роботима.

услов похађања

нема

ресурси

1.Човић В., Лазаревић М., Механика робота,МФ Београд,2009,(књига) 2.Лазаревић М., Збирка задатака из механике робота, МФ Београд,2006.(ЗЗД) 3.Wittenburg J.,Dynamics of Systems of Rigid Bodies,Teubner,Stuttgart,1977.(КСЈ) 4.Craig J.,Introduction to robotics,Mechanics and Control,Addison-Wesley, 1989. 5.Писани изводи са предавања (Handouts) 6.Cyberbotics Webots - софтверскi пакет, 7.NeuroArm-лабораторијски робот са 7 степени слободе 8.Matlab,Мathematica-софтверски пакети 9.Kuipers, J.B.: Quaternions and Rotation Sequences: A Primer with Applications to Orbits,Aerospace and Virtual Reality, Princeton University Press, New Jersey, 1999. 10. Craig Sayers,Remote Control Robotics,Springer,1998. 11.C. A. Monje, YQ. Chen, B. M. Vinagre, D. Xue, V. Feliu, Fractiona Order Systems and Controls – Fundamentals and Applications, Springer, 2010

фонд часова

укупан фонд часова: 35

активна настава (теоријска)

ново градиво: 30
разрада и примери (рекапитулација): 0

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 0
лабораторијске вежбе: 0
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 2
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 0
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 3

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 0
тест/колоквијум: 0
лабораторијска вежбања: 0
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 50
пројекат: 0
завршни испит: 50
услов за излазак на испит (потребан број поена): 30

литература

Bruno Siciliano, Oussama Khatib, Springer Handbook of Robotics,Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008.; Thomas R. Kurfess.,Robotics and automation handbook,CRC Press LLC, Boca Raton, Florida,2005; Ahmed A. Shabana, Dynamics of Multibody Systems,Cambridge University Press The Edinburgh Building, Cambridge , UK,2005.; M.W. Spong, M. Vidyasagar: Robot Dynamics and Control (Wiley, New York 1989); Yoseph Bar-Cohen, Cynthia L. Breazea,Biologically Inspired Intelligent Robots ,SPIE org,2003;