Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Głównym celem kształcenia jest uzyskanie wiedzy i umiejętności w zakresie mechatronicznego projektowania i implementacji układów sterowania robotów.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł kształcenia "Sterowanie robotami" obejmuje zagadnienia z zakresu sterowania obiektami nieliniowymi, rozważane na przykładzie mobilnych robotów kołowych i robotów manipulacyjnych.

Materiały dydaktyczne: Instrukcje do laboratorium dostępne on-line podczas zajęć.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Hendzel Z., Gierlak P.	Sterowanie robotów kołowych i manipulacyjnych	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2011
2	Giergiel .J.M., Hendzel Z., Żylski W.	Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych	PWN, Warszawa.	2002
3	Spong M.W., Vidyasagar M.	Dynamika i sterowanie robotów	WNT, Warszawa.	1997
4	Burghardt A., Hendzel Z.	Sterowanie behawioralne mobilnymi robotami kołowymi	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2007
5	Craig J.J.	Wprowadzenie do robotyki	WNT, Warszawa.	1993
6	Morecki A., Knapczyk J.	Podstawy robotyki	WNT, Warszawa.	1999

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Hendzel Z., Gierlak P.	Sterowanie robotów kołowych i manipulacyjnych	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2011
2	Giergiel .J.M., Hendzel Z., Żylski W.	Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów kołowych	PWN, Warszawa.	2002

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student zarejestrowany na semestr szósty.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Podstawowa wiedza z automatyki, teorii sterowania, podstawy robotyki, obliczeniowych systemów informatycznych.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność modelowania kinematyki i dynamiki manipulatorów, umiejętność stosowania obliczeniowych systemów informatycznych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Rozumienie potrzeby ciągłego dokształcania się.

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
01	posiada podstawową wiedzę z zakresu metod sterowania obiektami nieliniowymi.	wykład, laboratorium	egzamin cz. pisemna, aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_W01+ K_W06+	P6S_WG
02	umie zastosować podstawowe metody sterowania obiektami nieliniowymi w sterowaniu mobilnych robotów kołowych i robotów manipulacyjnych.	wykład, laboratorium	egzamin cz. pisemna, aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_W01+ K_W06+ K_U05+	P6S_UW P6S_WG
03	umie zaprojektować, symulować i zaimplementować podstawowe układy sterowania mobilnych robotów kołowych i robotów manipulacyjnych.	laboratorium	aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_W01+ K_W06+ K_U05+ K_U06+	P6S_UW P6S_WG
04	potrafi pozyskiwać informacje z literatury przedmiotu, posiada umiejętność samokształcenia się, rozumie potrzebę ciągłego i samodzielnego dokształcania się w zakresie tematyki przedmiotu.	wykład, laboratorium	egzamin cz. pisemna, aktywność na laboratorium, sprawozdania z laboratorium.	K_U01+ K_U04+ K_U16+	P6S_KR P6S_UU P6S_UW

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
6	TK01	Wprowadzenie w problematykę sterowania robotami.	W01,W02	MEK01 MEK02 MEK04
6	TK02	Opis ruchu manipulatorów robotów w przestrzeni konfiguracyjnej.	W03,W04	MEK01 MEK02
6	TK03	Dynamiczne równania ruchu mobilnych robotów kołowych.	W05,W06	MEK01 MEK02
6	TK04	Zagadnienie sterowania manipulatorami robotów, zagadnienie sterowania ruchem mobilnych robotów.	W07,W08	MEK01 MEK02
6	TK05	Zadanie sterowania od punktu do punktu (niezależne sterowanie osiami manipulatora), synteza regulatora PD, PID.	W09,W10	MEK01 MEK02
6	TK06	Zadanie sterowania od punktu do punktu (sterowanie ruchem mobilnego robota kołowego), synteza regulatora PD, PID.	W11,W12	MEK01 MEK02
6	TK07	Nadążne sterownie nieliniowe, linearyzacja sprzężeniem zwrotnym.	W13,W14	MEK01 MEK02
6	TK08	Sterowanie ruchem nadążnym manipulatorów. Metoda wyliczanego momentu , sterowanie typu PD+WM, PID+WM, PD+kompensacja sił grawitacji.	W15,W16	MEK01 MEK02
6	TK09	Sterowanie ruchem nadążnym mobilnych robotów kołowych. Metoda wyliczanego momentu , sterowanie typu PD+WM.	W17,W18	MEK01 MEK02
6	TK10	Zagadnienie niepewności modelowania , układy sterowania o zmiennej strukturze, sterowanie równoważne.	W19,W20	MEK01 MEK02
6	TK11	Nadążne sterowanie odporne, synteza odpornego algorytmu sterowania mobilnym robotem kołowym.	W21,W22	MEK01 MEK02
6	TK12	Adaptacyjne układy sterowania z adaptacją parametryczną, układy sterowania z modelem odniesienia , przykłady symulacyjne.	W23,W24	MEK01 MEK02
6	TK13	Adaptacyjne sterowanie układami nieliniowymi, synteza adaptacyjnego sterowanie ruchem nadążnym robota manipulacyjnego.	W25,W26	MEK01 MEK02
6	TK14	Odporne sterownie adaptacyjne układami nieliniowymi, sterowanie mobilnym robotem kołowym.	W27,W28	MEK01 MEK02
6	TK15	Sterowanie robotów manipulacyjnych typu pozycja-siła.	W29,W30	MEK01 MEK02
6	TK16	Modelowanie równań kinematyki mobilnego robota dwukołowego - zadanie odwrotne kinematyki - symulacja Matlab/Simulink, Maple.	L01,L02	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04
6	TK17	Modelowanie dynamicznych równań ruchu mobilnego robota dwukołowego - zadanie proste i odwrotne dynamiki - symulacja Matlab/Simulink, Maple.	L03,L04	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK18	Modelowanie równań kinematyki manipulatora dwuczłonowego - zadanie odwrotne kinematyki - symulacja Matlab/Simulink, Maple.	L05,L06	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK19	Modelowanie dynamicznych równań ruchu manipulatora dwuczłonowego - zadanie proste i odwrotne dynamiki - symulacja Matlab/Simulink, Maple.	L07,L08	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK20	Synteza regulatora PD i PID sterowania manipulatorem - symulacja Matlab/Simulink.	L09,L10	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK21	Weryfikacja sterowania typu PD i PID - manipulator Scorbot.	L11,L12	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK22	Sterowanie ruchem nadążnym manipulatorów - sterowanie PD (PID) + wyliczany moment - symulacja Matlab/Simulink, Maple.	L13,L14	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK23	Sterowanie ruchem nadążnym MRK (Pioneer) - sterowanie PD (PID) + wyliczany moment - symulacja Matlab/Simulink, Maple.	L15-L16	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK24	Sterowanie ślizgowe i odporne nieliniowym układem drugiego rzędu - symulacja Matlab/Simulink.	L17-L20	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK25	Sterowanie odporne mobilnym robotem kołowym - symulacja Matlab/Simulink.	L19,L22	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK26	Sterowanie adaptacyjne układem nieliniowym - symulacja Matlab/Simulink.	L23,L24	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK27	adaptacyjne sterowanie ruchem nadążnym robota manipulacyjnego- symulacja Matlab/Simulink..	L25,L28	MEK01 MEK02 MEK03
6	TK28	Zaliczenie laboratorium.	L29,L30	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 6)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 10.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 15.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 6)	Przygotowanie do laboratorium: 7.50 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 15.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 6)		Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 6)	Przygotowanie do egzaminu: 15.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Do egzaminu może przystąpić student posiadający zaliczenie z laboratorium. Tematyka egzaminu dotyczy teorii i umiejętność rozwiązywania przykładów z zastosowaniem środowiska Matlab i Maple.
Laboratorium	Ocena z zajęć laboratoryjnych jest obliczana na podstawie średniej ocen z aktywności na zajęciach oraz sprawozdań.
Ocena końcowa	Przedmiot zalicza się na podstawie pozytywnej oceny z odbytych laboratoriów oraz egzaminu pisemnego z zakresu omawianej tematyki.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

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

Dostępne materiały : Notatki własne z wykładów.

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	Z. Hendzel; M. Kołodziej	Parametric Identification of the Mathematical Model of a Mobile Robot with Mecanum Wheels	2023
2	Z. Hendzel; M. Kołodziej	Neural Dynamic Programming with Application to Wheeled Mobile Robot	2022
3	Z. Hendzel; P. Penar	Experimental Verification of the Differential Games and H∞ Theory in Tracking Control of a Wheeled Mobile Robot	2022
4	Z. Hendzel; J. Wiech	Robotic Swarm Shape Control Based on Virtual Viscoelastic Chain	2021
5	Z. Hendzel; M. Kołodziej	Robust Tracking Control of Omni-Mecanum Wheeled Robot	2021
6	Z. Hendzel; P. Penar	Biologically Inspired Neural Behavioral Control of the Wheeled Mobile Robot	2021
7	Z. Hendzel; P. Penar	Experimental verification of H∞ control with examples of the movement of a wheeled robot	2021
8	Z. Hendzel	A Description of the Motion of a Mobile Robot with Mecanum Wheels – Dynamics	2020
9	Z. Hendzel	A Description of the Motion of a Mobile Robot with Mecanum Wheels – Kinematics	2020
10	Z. Hendzel; P. Penar	Optimal Control of a Wheeled Robot	2020
11	Z. Hendzel	Hamilton-Jacobi inequality robust neural network control of a mobile wheeled robot	2019
12	Z. Hendzel; J. Wiech	Overhead Vision System for Testing Swarms and Groups of Wheeled Robots	2019
13	Z. Hendzel; J. Wiech	Robotic Swarm Self-Organisation Control	2019
14	Z. Hendzel; P. Penar	Zero-Sum Differential Game in Wheeled Mobile Robot Control	2019