Karta przedmiotu

Podstawy automatyki i robotyki

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia:

2024/2025

Nazwa jednostki prowadzącej studia:

Wydział Matematyki i Fizyki Stosowanej

Nazwa kierunku studiów:

Inżynieria w medycynie

Obszar kształcenia:

nauki techniczne

Profil studiów:

ogólnoakademicki

Poziom studiów:

pierwszego stopnia

Forma studiów:

stacjonarne

Specjalności na kierunku:

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:

inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:

Katedra Informatyki i Automatyki

Kod zajęć:

15103

Status zajęć:

obowiązkowy dla programu

Układ zajęć w planie studiów:

sem: 5 / W30 L30 / 3 ECTS / Z

Język wykładowy:

polski

Imię i nazwisko koordynatora:

dr inż. Andrzej Bożek

Terminy konsultacji koordynatora:

informacja na stronie KIiA: https://office.kia.prz.edu.pl

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia:
Zapoznanie studentów z podstawami automatyki i robotyki w zakresie umożliwiającym zrozumienie zastosowań w medycynie, zgodnie z efektami kształcenia.

Ogólne informacje o zajęciach:
Moduł zawiera elementy podstaw automatyki, modelowania układów dynamicznych, podstawy budowy i sterowania robotów.

Materiały dydaktyczne:
http://automatyka.kia.prz.edu.pl/

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1	Kozłowski K., Dutkiewicz P., Wróblewski M.	Modelowanie i sterowanie robotów	PWN, Warszawa.	2012
2	Mazurek J., Vogt H., Żydanowicz W.	Podstawy automatyki	Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa.	2002

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1	Żabiński T., Bożek A.	Instrukcje i materiały pomocnicze do zajęć z automatyki	http://automatyka.kia.prz.edu.pl/, KiIA PRz.	2016

Literatura do samodzielnego studiowania
1	Tchoń K.	Manipulatory i roboty mobilne: modele, planowanie ruchu, sterowanie	PLJ .	2000
2	Trybus L., Żabiński T.	Teoria sterowania: zbiór zadań - materiały pomocnicze	OfWyd. PRz, Rzeszów.	2009
3	Trybus L.	Teoria sterowania - materiały pomocnicze	Oficyna Wydawnicza PRz, Rzeszów.	2007

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych

Wymagania formalne:
Student spełnia wymagania określone w regulaminie studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Znajomość matematyki i fizyki (zaliczony egzamin).

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Podstawowe umiejętności formalnego opisu obiektów i procesów fizycznych (równania dynamiki, bilans energii itp.). Sprawne operowanie wyrażeniami matematycznymi.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Zdolność do samodzielnego uczenia się i pracy w zespole. Umiejętność wyszukiwania informacji, przeglądu literatury.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
MEK01	Potrafi projektować kombinacyjne i sekwencyjne układy przełączające.	wykład, laboratorium	wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K-W10+++ K-U03++ K-U05+ K-K05+	P6S-KK P6S-KO P6S-UO P6S-UW P6S-WG
MEK02	Potrafi projektować liniowe układy regulacji ciągłej z algorytmami typu PID wykorzystując modele transmitancyjne i schematy blokowe.	wykład, laboratorium	wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K-W07+ K-W10+++ K-U01+ K-U03++	P6S-UO P6S-UU P6S-UW P6S-WG
MEK03	Posiada podstawową wiedzę na temat budowy, działania i programowania robotów oraz planowania trajektorii ruchu manipulatorów.	wykład, laboratorium	wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K-W10++ K-U03++ K-U18+ K-K05+	P6S-KK P6S-KO P6S-UO P6S-UW P6S-WG
MEK04	Potrafi zastosować przekształcenia kinematyki prostej i odwrotnej dla wybranych typów manipulatorów.	wykład, laboratorium	wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K-W10++ K-U01+	P6S-UU P6S-UW P6S-WG
MEK05	Zna najważniejsze rodzaje urządzeń i wybrane pakiety oprogramowania inżynierskiego stosowane w automatyce i robotyce.	wykład, laboratorium	wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K-W10++ K-U01+	P6S-UU P6S-UW P6S-WG
MEK06	Posiada wiedzę na temat zastosowań automatyki i robotyki w medycynie.	wykład, laboratorium	wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie cz. pisemna	K-W10++ K-U05+ K-U09++ K-U18+ K-K01+ K-K04+	P6S-KO P6S-UO P6S-UU P6S-UW P6S-WG

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
5	TK01	Wprowadzenie do zagadnień automatyki i robotyki.	W01	MEK05 MEK06
5	TK02	Synteza układów kombinacyjnych.	W02, L01	MEK01
5	TK03	Synteza układów sekwencyjnych i sekwencyjno-czasowych.	W02, L02, L03	MEK01
5	TK04	Transmitancja operatorowa. Modelowanie obiektów sterowania.	W04, L04	MEK02
5	TK05	Układy sterowania, struktury regulacyjne, schematy blokowe.	W05	MEK02 MEK05
5	TK06	Podstawowe człony dynamiczne. Własności obiektów i systemów sterowania.	W06, L05	MEK02
5	TK07	Identyfikacja obiektów sterowania.	W07, L06	MEK02 MEK06
5	TK08	Metody wyboru struktur regulacyjnych i doboru nastaw regulatorów.	W08, L07	MEK02
5	TK09	Procesy regulacyjne w medycynie i organizmie człowieka.	W09, L08	MEK06
5	TK10	Sterowanie serwonapędami.	W10, L09, L10	MEK03 MEK05
5	TK11	Manipulatory robotyczne. Łańcuch kinematyczny.	W11, L11	MEK03 MEK05
5	TK12	Kinematyka prosta i odwrotna. Przekształcenia jednorodne.	W12, L12	MEK04
5	TK13	Planowanie trajektorii i programowanie robotów.	W13, L13	MEK03
5	TK14	Manipulatory i roboty w medycynie. Roboty chirurgiczne.	W14, L14	MEK03 MEK06

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 2.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 4.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)
Zaliczenie (sem. 5)		Zaliczenie pisemne: 4.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Pisemny test zaliczeniowy
Laboratorium	Średnia ocen z wykonania poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie kart sprawozdawczych
Ocena końcowa	0,4 test zaliczeniowy + 0,6 laboratorium

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak

1	A. Bożek	Szybki dyskretny regulator PID dla serwomechanizmu prądowego	2025
2	A. Bożek; D. Rzońca	Algorytm przeszukiwania z zakazami do optymalizacji czasu komunikacji w środowisku inżynierskim CPDev	2025
3	A. Bożek; D. Rzońca	Optymalizacja mieszanego odczytu zmiennych binarnych i rejestrowych w protokole Modbus ze sterownika PLC implementującego CPDev	2024
4	A. Bożek; L. Trybus	2DOF PID for Current Driven Servo	2024
5	A. Bożek; L. Trybus	Reduced gain PI/PID Controllers for FOPTD/SOPTD Processes under Load Disturbance	2024
6	A. Bożek; D. Rzońca	Communication Time Optimization of Register-Based Data Transfer	2023
7	A. Bożek; Z. Świder; L. Trybus	Consistent Design of PID Controllers for Time-Delay Plants	2023
8	A. Bożek	Discovering Stick-Slip-Resistant Servo Control Algorithm Using Genetic Programming	2022
9	A. Bożek; L. Trybus	Krok dyskretyzacji i nastawy PID w dyskretnym serwomechanizmie napięciowym	2022
10	A. Bożek; L. Trybus	Tuning PID and PI-PI servo controllers by multiple pole placement	2022
11	A. Bożek; T. Rak; D. Rzońca	Timed Colored Petri Net-Based Event Generators for Web Systems Simulation	2022
12	A. Bożek	Energy Cost-Efficient Task Positioning in Manufacturing Systems	2020
13	A. Bożek; L. Trybus	On Feasibility of Tuning and Testing Control Loops by Nonstandard Inputs	2020