Warning
This page is located in archive.

Dynamika a řízení robotů - cvičení

Cvičí: Vladimír Smutný, Pavel Krsek, Petr Beneš (FSI)

Odevzdávací systém

Forma cvičení

Cvičení jsou rozdělena dle jejich formy do dvou skupin:

  • Vždy první (někdy i druhé) cvičení je seminární/počítačové cvičení s výkladem. V rámci tohoto cvičení budou probrány příklady vycházející z odpřednášené látky. Součástí výkladu je také použití programu Matlab pro výpočet numerických výsledků řešených příkladů. Část cvičení je věnována zadání a návodu k samostatně řešené úloze. Každý student obdrží vlastní zadání úlohy.
  • Následující cvičení je věnováno řešení zadané úlohy. Studenti při řešení pracují samostatně, vyučující je přítomen v době cvičení v učebně a nápomocen radou. Toto cvičení by mělo být završeno odevzdáním vyřešené úlohy do odevzdávacího systému. Odevzdaná úloha bude ohodnocena (v některých případech automaticky) a získané body se započítávají do zápočtu a ke zkoušce. Dle zájmu budou případně řešeny další úlohy vztahující se k danému tématu.
  • V rámci cvičení je zadáno 5 samostatně řešených úloh. Tyto úlohy řeší studenti samostatně.

Pořadí jednotlivých cvičení a jejich náplň si ověřte v sekci Časový plán cvičení!

Bodování

Vaše práce (řešení) budou bodovány. Celkem můžete při řádném a včasném vyřešení všech úloh získat 30 bodů. Body, které můžete získat za jednotlivé úlohy, budou uvedeny v odevzdávacím systému. Při nadprůměrném řešení můžete získat v některých případech i více než uvedený počet bodů. Získané body jsou započítávány do výsledku zkoušky.

Podmínky zápočtu

  • Byly odevzdány všechny samostatně řešené úlohy, které jsou plně funkční v rozsahu daném zadáním.
  • Spolu s řešením úloh byly odevzdány také krátké zprávy popisující řešení (výchozí podmínky, výpočet, způsob řešení).

Prezence na seminárních/počítačových cvičeních

  • Na seminárních/počítačových cvičeních je vedena prezence.
  • Dosažení určité prezence není podmínkou zápočtu.
  • Prezence je k dispozici zkoušejícímu u zkoušky. Je na zkoušejícím, zda ji využije jako pomocný údaj při rozhodování o známce, resp. složení zkoušky.
  • Seminární/počítačová cvičení jsou připravena tak, aby se na nich řešily příklady a problémy podobné příkladům řešeným u zkoušky. Z tohoto důvodu je přítomnost na cvičeních silně doporučována.
  • Cvičení označená jako konzultační jsou především určena pro odpovědi na otázky studentů k domácím pracem a budou zde také řešeny další podobné příklady.

Časový plán cvičení

č.t. datum náplň
1 3.10. Úvod, organizace, bezpečnost práce. Planární paralelní manipulátor, přímá a inverzní kinematická úloha.
2 10.10. Konzultace a samostatné řešení úlohy.
3 17.10. Sestavení dynamického modelu manipulátoru pomocí Newton-Eulerových rovnic. Simulační dynamický model. Příklad sestavení pohybových rovnic kyvadla: zadání, postup řešení slidy simulační model (jedna z možných parametrizací). + Příklad řešený na cvičení.
4 24.10. Konzultace a samostatné řešení úlohy.
5 31.10. Inverzní dynamická úloha. Sestavení modelu pro výpočet potřebných silových účinků. Výpočtový model pro inversní dynamickou úlohu. Příklad A a příklad B na inverzní dynamickou úlohu, postup řešení příkladu A a realizace v Matlabu. Doplňující příklad modelu závěsu v prostoru, řešení (Mathematica). Rovnice lze sestavit a vyřešit také přímo v Matlab Symbolic Toolbox (zdrojový kód).
6 7.11. Využití vektorové metody pro výpočet rychlostí a zrychlení jednotlivých částí mechanické soustavy. Příklady řešení úloh vektorovou metodou lze nalézt na stránce Ing. Petra Beneše. Odkazy na řešené příklady: příklad 1, příklad 2, příklad 3, příklad 4, další 3 příklady.
7 14.11. Konzultace a samostatné řešení úlohy.
8 21.11. Konzultace a samostatné řešení úlohy.
9 28.11. Příklad na malé kmity poddajné soustavy. Postup řešení a realizace programu pro výpočet průběhu výchylek přímou integrací. Doplňující příklad, postup řešení (kompletní analytické řešení je zde) a program pro výpočet průběhu výchylek přímou integrací.Program včetně Rayleighova proporcionálního tlumení.
10 5.12. Konzultace a samostatné řešení úlohy. Doplňující program realizující systém dvou hmot stavovým popisem a přímou integrací.
11 12.12. Řešení příkladu na kinematickou kalibraci robota (zadání, data). Zavedení kalibračních parametrů robota. Vliv výběru vhodné sítě kalibračních poloh. Obecné poznámky ke kalibraci jsou zde.
12 19.12. Konzultace a samostatné řešení úlohy.
13 2.1. Příklad na základní metody řízení robota. Spojení zákona řízení s dynamickým simulačním modelem. Metoda “computed torque” - teorie. Na cvičení bude řešen příklad, jehož kostra kódu je zde ke stažení. Poněkud distrahující odkaz.
14 9.1. Konzultace, zápočty.

Učebny

Výuka probíhají v rozvrhované učebně (KN:E-132).

Boj proti plagiátorství

V rámci předmětu se požaduje samostatná práce.

O plagiátorství podrobněji

Je dovoleno užívat různé knihovny, které implementují standardní algoritmy. V takovém případě je třeba ve zprávě citovat příslušný zdroj. Není dovoleno používat práce Vašich kolegů či předchůdců.

Každý tvůrce je odpovědný za to, že se jeho dílo nedostane do rukou dalším kolegům. V případě odevzdání shodných prací se penalizují všichni dotčení studenti, tedy i ti, kteří dali dílo k dispozici. Tato definice plagiátorství nijak nezužuje obvyklé zvyklosti na této univerzitě, a proto mohou být obvyklým způsobem trestány i jiné formy porušování studijních předpisů a zvyklostí.

Samostatně řešené úlohy

V průběhu semestru bude zadáno 5 úloh, které budou studenti řešit samostatně.

Zadání a řešení samostatně řešené úlohy

  • Pro řešení každé úlohy je vždy vyčleněno jedno cvičení.
  • Pro každého studenta je k dispozici individuální zadání, které obdrží prostřednictvím odevzdávacího systému.
  • Zadání úlohy bude k dispozici vždy před začátkem seminárního/počítačového cvičení, které bezprostředně předchází cvičení vyčleněnému pro řešení dané úlohy.
  • Pokud student nevyřeší úlohu v rámci vyčleněného cvičení, musí úlohu dokončit jako domácí úlohu.

Odevzdání samostatně řešené úlohy

  • Řešení úlohy se odevzdává prostřednictvím odevzdávacího systému.
  • Odevzdat je nutné vše v souladu s požadavky zadání. Obvykle se jedná o jednu či dvě funkce v Matlabu, nebo data vygenerovaná vašim programem.
  • Nedílnou součástí odevzdávaného řešení je také stručná zpráva popisující toto řešení.
  • Řádný termín pro odevzdání úlohy bude stanoven na konec týdne v němž probíhá cvičení vyčleněné pro řešení dané úlohy. Samozřejmě je možné úlohu odevzdat dříve.
  • Při odevzdání úlohy po řádném termínu bude aplikována bodová srážka dle pravidel nastavených v odevzdávacím systému pro danou úlohu.

Stručná zpráva

Stručná zpráva je součástí řešení úlohy. Jde o stručnou zprávu popisující řešení úlohy jejíž optimální rozsah je do 4 stran textu. Zpráva by i přes svoji stručnost měla obsahovat základní náležitosti:

  1. Jméno řešitele a datum.
  2. Název jednoznačně určující, o kterou úlohy se jedná.
  3. Řešení problému, matematický popis, algoritmy.
  4. Výsledky a stručná diskuse výsledků, je-li to potřebné.

Zpráva by neměla obsahovat věcné ani gramatické chyby. Měla by být formulována jasně a jednoznačně. Formální matematické zápisy by měly být ve formě používané v matematických knihách, ne ve formě programátorského pseudokódu. Zpráva má přesvědčit posuzovatele, že problému rozumíte, řešíte ho správně a nedopustili jste se zásadních chyb ve výpočtu.

Zpráva bude napsána ve vhodném textovém editoru (WORD, LaTeX, OpenOffice) a odevzdána v PDF.

Způsob hodnocení úlohy

  • Některé z úloh budou hodnoceny automatickým systémem. Student tak může úlohu odevzdávat opakovaně až do uplynutí řádného termínu. Jeho řešení bude vždy automaticky ohodnoceno příslušným bodovým ziskem.
  • Ostatní úlohy budou hodnoceny vyučujícími jednorázově (manuálně či poloautomaticky) po uplynutí řádného termínu pro odevzdání.
  • V případě jednorázového ohodnocení bude studentům, kteří neodevzdají uspokojivé řešení, umožněna oprava řešení tak, aby mohli splnit podmínky zápočtu. V takovém případě bude aplikována bodová srážka v souladu s parametry nastavenými v odevzdávacím systému.

Jak napsat správně zprávu (anglicky) Dobrý návod, jak psát zprávy.

Základní prostředky pro řešení úloh

Počítačové konto na Karlově náměstí, heslo si nastavíte zde.

MATLAB

Průsečík dvou kružnic

Psaní a odlaďování programů

Příklad použití znalostí

Tato práce přímo exemplárně ukazuje použití nabytých znalostí na konkrétním robotu. Jde o diplomovou práci pana Hermana Høifødta:“Dynamic Modeling and Simulation of Robot Manipulators, The Newton-Euler Formulation”

Spojení

Vladimír Smutný sedí v místnosti B608B (budova B v Dejvicích, ulice Jugoslávských partizánů), telefon 7280, Pavel Krsek sedí v místnosti B608A (ve stejné budově), telefon 4194.

courses/drr/cviceni.txt · Last modified: 2017/10/04 11:46 by smutny