Рабочая программа дисциплины Робототехнические системы (стр. 2 )

№ раздела	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1.	Введение. Общая характеристика роботов и области их применения	Объем учебной нагрузки и отчетность по дисциплине. Литература по курсу. Роль роботов и управляющих автоматов (УА) в автоматизации объектов химической технологии. Понятие робототехнических систем (РТС) и предпосылки их применения в химической промышленности. Доля РТС и УА в отрасли. Цели и задачи курса. О двух подходах к решению задач синтеза УА.
2.	Этапы синтеза РТС и виды их реализации	Исследование объекта, алгоритмическое, логическое, программное и техническое проектирование. Аппаратная и программная реализации.
3.	Математическое обеспечение роботами и РТС.	Конечно-автоматное описание алгоритмов управления. Определение конечного автомата (КА), его элементы, аналитическое и графовое представления. Сети Петри (СП). Входные и выходные позиции переходов. Определение СП. Правила срабатывания переходов. Ординарные, обобщенные и ингибиторные СП. Правильные СП. Живость и безопасность. Дерево достижимых маркировок. Сопоставление вершин графа. Помеченная СП – граф операций. Эквивалентность СП и КА. Преимущества СП.
4.	Этап алгоритмического проектирования	Алгоритм работы суспензатора на уровне графа операций. Таблица исходного состояния этого графа.
5.	Этап логического и программного проектирования	Структурная схема РТС
6.	Этап логического проектирования РТС	Стандартная позиционная структура (СТПС) построения УА. Комбинационные и последовательностные функции (памяти, счета 1-го вида). Последовательностные функции (счета 2-го вида, задержки, перехода). Уравнения блоков СТПС.
7.	Этап технической реализации РТС	Пример аппаратной реализации УА
8.	Этап программного проектирования РТС и особенности технической реализации РТС в этом случае	Подходы к программной реализации УА. Матричное описание СП (графа операций).

4.4. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудоемкость час.	Форма контроля	Код формируемой компетенции
1.	3	Изучение конструкции, структуры, алгоритмов работы и принципов составления программ робота РФ-202М	5	Отчет. «Защита»	ПК-1, ПК-20
2.	3	Изучение конструкции, структуры, алгоритмов работы и принципов составления и задания программ для робота "Электроника НЦ-ТМ-01"	5	Отчет. «Защита»	ПК-1, ПК-20
3.	5	Изучение СЛУ реактором по производству щавелевой кислоты (аппаратная реализация с использованием модулей ввода-вывода ТЕКОНИК)	4	Отчет. «Защита»	ПК-11, ПК-17
4.	8	Изучение СЛУ реактором по производству щавелевой кислоты (программная реализация средствами Trace Mode)	4	Отчет. «Защита»	ПК-10

4.5. Практические занятия (семинары)

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика практических занятий (семинаров)	Трудоемкость час.	Формы текущего контроля	Код формируемой компетенции
1	1, 3	Построение комбинационных и последовательностных логических функций на базе интегральных микросхем серии К555 и элементов УСЭППА	6	КР 1	ПК-1, ПК-11
2	6	Синтез УА объекта регулярными методами (аппаратная реализация)	6	Защита ИРЗ-1	ПК-9, ПК-17, ПК-20
3	8	Синтез УА объекта регулярными методами (программная реализация)	4	КР 2	ПК-10

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Реализация компетентностного подхода предусматривает использование следующих активных и/или интерактивных форм: беседы, дискуссии, минипроекты и др. Удельный вид учебных занятий в интерактивных формах составляет 20 % от общего объема аудиторных занятий.

Изучение дисциплины Робототехнические системы предусматривает применение интерактивных форм в объеме 10 час со следующей разбивкой по семестру:

№ п/п	Номер раздела дисциплины	Вид учебных занятий	Всего часов	Виды активных и/или интерактивных форм обучения
1	1-8	Практические занятия	4	Выполнение минипроекта (работа в командах). Каждой команде формулируется задание, связанное с определенным технологическим процессом. В соответствии с поставленной задачей студенты анализируют данные, формализуют цель проекта, подбирают необходимые методы решения.
2	1-8	Практические занятия	6	Решение задач у доски
Общая трудоемкость, час.	10

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

При реализации программы «Робототехнические системы» используются следующие образовательные технологии: чтение лекций, проведение практических занятий (48 часов).

Самостоятельная работа студентов предполагает выполнение индивидуального расчетного задания по теме "Синтез управляющего автомата аппаратным способом"; решение практических заданий с последующей проверкой правильности выполнения преподавателем; подготовку к контрольным пунктам.

6.2 Примеры варианта задания расчетно-графической работы

Синтезировать управляющий автомат, контролирующий работу следующей технологической цепочки:

1 - аппарат периодического действия 2 - аппарат периодического действия 3 - аппарат периодического действия Характер окончания режима взаимодействия аппарата 1 с аппаратами 2 и 3 - полный объем (ввести дисциплину обслуживания по порядку готовности)

6.3 Примеры вариантов вопросов для зачета

Конечно-автоматные графы. Определение, формализованная запись. Их использование для математического описания логических процессов. Сети Петри. Определение, формализованная запись. Их использование для математического описания логических процессов. Конечно-автоматные графы и сети Петри. Определение, формализованная запись. Отличия.

4.  Понятие о правильных сетях Петри.

6.4 Примеры вопросов для допуска и защиты лабораторных работ

Какие поколения роботов Вы знаете? Что такое робот? Этапы синтеза робототехнических систем. Основные элементы графа сети Петри.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Основная литература

1.  Интеллектуальные роботы: учеб. пособ. для вузов / ред. . - М.: Машиностроение, 2007. - 360 с.

Дополнительная литература

1.  , Магергут управление дискретными процессами. М.: Машиностроение, 1987. – 176с.

2.  , Лопатин конструкции, структуры, алгоритмов работы и принципов составления программ робота РФ-202М. Новомосковск: НИ РХТУ, 1999. – 26с.

3.  , , Погонин в химической промышленности. М.: Химия, 1989. – 136с.

4.  , , Шубин комплексы технических средств автоматизации. М.: Машиностроение, 1987. – 280с.

5.  Построение пневматических управляющих устройств на базе аппаратуры системы ЦИКЛ/ , , и др. – М.: Институт проблем управления, 1975. – 104с.

6.  Управляющие системы промышленных роботов. Под ред. , . М.: Машиностроение, 1984. – 286с.

7.  Попов и гибкие производственные системы. М.: Наука, 1987. – 191с.

8.  Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9-ти книгах. Под ред. . М.: Высшая школа, 1986.

9.  Основы механизации и автоматизации производства. , , и др. Л.: Машиностроение. 2-е изд. 1988. – 255с.

10.  Дж. Питерсон. Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: Мир, 1984. – 264с.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

Системное и прикладное программное обеспечение, необходимое для самостоятельной работы студентов:

1. Операционная система MS Windows NT/2000/XP или выше.

2. Программный комплекс Trace Mode 6.0, для решения задач в рамках самостоятельной отработки учебного материала.

Интернет-ресурсы

http://www. edu. ru http://www. http://www. robotics. ru

4.  http://www. raai. org/resurs/resurs. shtml

Материально-техническое обеспечение

Специально оборудованные кабинеты и аудитории: лаборатория АСУТП и Робототехники (ауд. 107 – старый корпус).