Ana içeriğe atla

Ders Detayı

Ders Tanımı

DersKoduYarıyılT+U SaatKrediAKTS
İLERİ ROBOTİKBME3215372Bahar Dönemi3+248
Ders Programı

Salı 12:00-12:45

Salı 12:45-13:30

Salı 13:30-14:15

Salı 14:30-15:15

Salı 19:30-20:15

Salı 20:30-21:15

Salı 21:30-22:15

Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Diliİngilizce
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüPrograma Bağlı Seçmeli
Dersin KoordinatörüDr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU
Dersi VerenlerDr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU
Dersin Yardımcıları
Dersin AmacıBu derste robot hareketi, kontrol sistemleri ve sensör teknolojileri ve koordinasyonu ele alınır. Farklılaşmış kinematik, yol planlama ve yörünge oluşturma gibi ileri konuları içererek öğrencilere robot dinamiği ve kontrolün kapsamlı bir anlayışını sunar. Ders aynı zamanda kuvvet kontrolü, empedans kontrolü ve admitans kontrolü gibi son teknoloji kontrol tekniklerini de içerir. Öğrenciler, ileri uygulamalar için gerekli olan programlama dillerini kullanarak robot yazılım geliştirme konusunda pratik deneyim kazanırlar.
Dersin İçeriğiBu ders; Robotik sistemlerin tanıtımı, bileşenleri ve türleri,Robotic uç işlevcilerinin yönelimini açıklamak ve kontrol etmek için döndürme
operatörlerini çözümlemek,Robotik sistemin pozisyonunu ve yönelimini birleşik matematiksel bir
çerçevede temsil etmek için homojen dönüşümleri,Bir robotun eklem değişkenleri verildiğinde robot uç etkileyicisinin pozisyonunu
belirlemek için İleri Kinematik probleminin çözümlenmesi,İstenen bir uç etkileyici pozisyon ve yönelimine ulaşmak için gerekli eklem
değişkenlerini hesaplamak amacıyla Ters Kinematik problemlerinin çözümlemesi,Hız kinematiği kavramı ve bu kavramı kullanarak bir robotik sistemdeki eklem
hızları ile uç etkileyici hızları arasındaki ilişkinin analizi,Robotik sistemlerin hareket denklemlerini Newton-Euler yöntemi kullanarak
türetilmesi: Bir robotik sistemdeki bireysel rijit cisimler için kütle, ağırlık merkezi ve
atalet momenti dahil olmak üzere atalet özelliklerini hesaplanması. Tekrarlanır
Newton-Euler algoritmasını kullanarak bir robotik manipülatörde hızları ve
ivmeleri hesaplanması,Eklem kuvvetlerini ve torkları analiz etmek ve bunları dış kuvvetler, eklem
ivmeleri ve atalet özellikleri terimleriyle ifade etmek. Newton-Euler yöntemini
kullanarak robotik manipülatörlerin dinamik simülasyonlarını gerçekleştirmek.,Lagrange denklemlerinin mekanik sistemlerin dinamiklerini ifade etmek amacıyla türetilmesi,Euler-Lagrange denklemleri kullanılarak kısıtlamaların bulunduğu durumlarda
dinamik problemlerin çözümlenmesi., 1) Robotikte kuvvet kontrolünün prensiplerini anlamak. 2) Robot sistemlerinde kuvvet sensörlerinin ve dokunsal geri bildirimin rolünü keşfetmek. 3) Kuvvet kontrolünün çeşitli senaryolardaki zorluklarını ve uygulamalarını analiz etmek.,Uyarlamalı Kontrol Teknikleri: 1) Robotik sistemlere uygulanabilen uyarlamalı kontrol tekniklerini incelemek. 2) Uyarlamalı kontrolün, robotların değişen çevresel koşullara yanıt olarak performansını artırmak için nasıl kullanılabileceğini incelemek.,Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Kontrol:

Kuvvet kontrolü için gerçek zamanlı geri bildirim mekanizmalarını uygulamak.
,Dinamik değişikliklere uyum sağlamada kapalı çevrim kontrol sistemlerinin önemini incelemek.; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme KazanımlarıÖğretim YöntemleriÖlçme Yöntemleri
Robot hareketinin karmaşık yönlerini anlama ve analiz etmeyi, diferansiyel kinematik, yol planlama ve yörünge oluşturmayı çözümler.2, 21A, D, E, F
Robotik davranışı etkili bir şekilde yönetmek ve optimize etmek için kuvvet kontrolü, empedans kontrolü ve giriş kontrolünü uygular. 2, 21A, D, E, F
Robot dinamiği ve kontrolünde edindiği teorik alt yapıyı pratik senaryolarda uygular.2, 21A, D, E, F
Gelişmiş uygulamalar ve sistem entegrasyonu için temel çerçeveleri ve programlama dillerini kullanarak robotik yazılım geliştirme konusunda pratik deneyim kazanır.2, 21A, D, E
Robotik sistemin prototipini oluşturmak için malzemeler ve imalat yöntemleri dahil olmak üzere tasarım ilkelerini uygular.2D, F
Öğretim Yöntemleri:2: Proje Temelli Öğrenme Modeli, 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği
Ölçme Yöntemleri:A: Klasik Yazılı Sınav, D: Sözlü Sınav, E: Ödev, F: Proje Görevi

Ders Akışı

SıraKonularÖn Hazırlık
1Robotik sistemlerin tanıtımı, bileşenleri ve türleriDers sunuları
2Robotic uç işlevcilerinin yönelimini açıklamak ve kontrol etmek için döndürme
operatörlerini çözümlemek
Ders sunuları
3Robotik sistemin pozisyonunu ve yönelimini birleşik matematiksel bir
çerçevede temsil etmek için homojen dönüşümleri
Ders sunuları
4Bir robotun eklem değişkenleri verildiğinde robot uç etkileyicisinin pozisyonunu
belirlemek için İleri Kinematik probleminin çözümlenmesi
Ders sunuları
5İstenen bir uç etkileyici pozisyon ve yönelimine ulaşmak için gerekli eklem
değişkenlerini hesaplamak amacıyla Ters Kinematik problemlerinin çözümlemesi
Ders sunuları
6Hız kinematiği kavramı ve bu kavramı kullanarak bir robotik sistemdeki eklem
hızları ile uç etkileyici hızları arasındaki ilişkinin analizi
Ders sunuları
7Robotik sistemlerin hareket denklemlerini Newton-Euler yöntemi kullanarak
türetilmesi: Bir robotik sistemdeki bireysel rijit cisimler için kütle, ağırlık merkezi ve
atalet momenti dahil olmak üzere atalet özelliklerini hesaplanması. Tekrarlanır
Newton-Euler algoritmasını kullanarak bir robotik manipülatörde hızları ve
ivmeleri hesaplanması
Ders sunuları
8Eklem kuvvetlerini ve torkları analiz etmek ve bunları dış kuvvetler, eklem
ivmeleri ve atalet özellikleri terimleriyle ifade etmek. Newton-Euler yöntemini
kullanarak robotik manipülatörlerin dinamik simülasyonlarını gerçekleştirmek.
Ders sunuları
9Lagrange denklemlerinin mekanik sistemlerin dinamiklerini ifade etmek amacıyla türetilmesiDers sunuları
10Euler-Lagrange denklemleri kullanılarak kısıtlamaların bulunduğu durumlarda
dinamik problemlerin çözümlenmesi.
Ders sunuları
11 1) Robotikte kuvvet kontrolünün prensiplerini anlamak. 2) Robot sistemlerinde kuvvet sensörlerinin ve dokunsal geri bildirimin rolünü keşfetmek. 3) Kuvvet kontrolünün çeşitli senaryolardaki zorluklarını ve uygulamalarını analiz etmek.Ders sunuları
12Uyarlamalı Kontrol Teknikleri: 1) Robotik sistemlere uygulanabilen uyarlamalı kontrol tekniklerini incelemek. 2) Uyarlamalı kontrolün, robotların değişen çevresel koşullara yanıt olarak performansını artırmak için nasıl kullanılabileceğini incelemek.Ders sunuları
13Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Kontrol:

Kuvvet kontrolü için gerçek zamanlı geri bildirim mekanizmalarını uygulamak.
Ders sunuları
14Dinamik değişikliklere uyum sağlamada kapalı çevrim kontrol sistemlerinin önemini incelemek.Ders sunuları
Kaynak
Robot Dynamics and Control, Spong, Vidyasagar, John Wiley and Sons, 1989.
• MATLAB Control System Toolbox, SIMULINK (Code Examples) • Arduino (Built-in Examples) https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
NoProgram Yeterliliği Katkı Düzeyi
12345
1
Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi
X
2
Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi
X
3
Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi
X
4
Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi
X
5
Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi
X
6
Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi
X
7
Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi
X
8
Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi
X
9
Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi
X
10
Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi
X
11
Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık
X
12
İnsan vücudunu anlama ve onarmada mühendisliğin ilkelerini uygulama ve karar verme yetisi
X

Değerlendirme Sistemi

Katkı DüzeyiMutlak Değerlendirme
Ara Sınavın Başarıya Oranı 30
Genel Sınavın Başarıya Oranı 70
Toplam 100
AKTS / İşyükü Tablosu
EtkinlikSayıSüresi (Saat)Toplam İş Yükü (Saat)
Ders Saati14570
Rehberli Problem Çözme14228
Problem Çözümü / Ödev / Proje / Rapor Tanzimi520100
Okul Dışı Diğer Faaliyetler000
Proje Sunumu / Seminer155
Kısa Sınav (QUİZ) ve Hazırlığı000
Ara Sınav ve Hazırlığı000
Genel Sınav ve Hazırlığı14040
Performans Görevi, Bakım Planı000
Toplam İş Yükü (Saat)243
Dersin AKTS Kredisi = Toplam İş Yükü (Saat)/30*=(243/30)8
Dersin AKTS Kredisi: *30 saatlik çalışma 1 AKTS kredisi sayılmaktadır.

Dersin Detaylı Bilgileri

Ders Tanımı

DersKoduYarıyılT+U SaatKrediAKTS
İLERİ ROBOTİKBME3215372Bahar Dönemi3+248
Ders Programı

Salı 12:00-12:45

Salı 12:45-13:30

Salı 13:30-14:15

Salı 14:30-15:15

Salı 19:30-20:15

Salı 20:30-21:15

Salı 21:30-22:15

Ön Koşul Dersleri
Önerilen Seçmeli Dersler
Dersin Diliİngilizce
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüPrograma Bağlı Seçmeli
Dersin KoordinatörüDr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU
Dersi VerenlerDr.Öğr.Üye. Elif HOCAOĞLU
Dersin Yardımcıları
Dersin AmacıBu derste robot hareketi, kontrol sistemleri ve sensör teknolojileri ve koordinasyonu ele alınır. Farklılaşmış kinematik, yol planlama ve yörünge oluşturma gibi ileri konuları içererek öğrencilere robot dinamiği ve kontrolün kapsamlı bir anlayışını sunar. Ders aynı zamanda kuvvet kontrolü, empedans kontrolü ve admitans kontrolü gibi son teknoloji kontrol tekniklerini de içerir. Öğrenciler, ileri uygulamalar için gerekli olan programlama dillerini kullanarak robot yazılım geliştirme konusunda pratik deneyim kazanırlar.
Dersin İçeriğiBu ders; Robotik sistemlerin tanıtımı, bileşenleri ve türleri,Robotic uç işlevcilerinin yönelimini açıklamak ve kontrol etmek için döndürme
operatörlerini çözümlemek,Robotik sistemin pozisyonunu ve yönelimini birleşik matematiksel bir
çerçevede temsil etmek için homojen dönüşümleri,Bir robotun eklem değişkenleri verildiğinde robot uç etkileyicisinin pozisyonunu
belirlemek için İleri Kinematik probleminin çözümlenmesi,İstenen bir uç etkileyici pozisyon ve yönelimine ulaşmak için gerekli eklem
değişkenlerini hesaplamak amacıyla Ters Kinematik problemlerinin çözümlemesi,Hız kinematiği kavramı ve bu kavramı kullanarak bir robotik sistemdeki eklem
hızları ile uç etkileyici hızları arasındaki ilişkinin analizi,Robotik sistemlerin hareket denklemlerini Newton-Euler yöntemi kullanarak
türetilmesi: Bir robotik sistemdeki bireysel rijit cisimler için kütle, ağırlık merkezi ve
atalet momenti dahil olmak üzere atalet özelliklerini hesaplanması. Tekrarlanır
Newton-Euler algoritmasını kullanarak bir robotik manipülatörde hızları ve
ivmeleri hesaplanması,Eklem kuvvetlerini ve torkları analiz etmek ve bunları dış kuvvetler, eklem
ivmeleri ve atalet özellikleri terimleriyle ifade etmek. Newton-Euler yöntemini
kullanarak robotik manipülatörlerin dinamik simülasyonlarını gerçekleştirmek.,Lagrange denklemlerinin mekanik sistemlerin dinamiklerini ifade etmek amacıyla türetilmesi,Euler-Lagrange denklemleri kullanılarak kısıtlamaların bulunduğu durumlarda
dinamik problemlerin çözümlenmesi., 1) Robotikte kuvvet kontrolünün prensiplerini anlamak. 2) Robot sistemlerinde kuvvet sensörlerinin ve dokunsal geri bildirimin rolünü keşfetmek. 3) Kuvvet kontrolünün çeşitli senaryolardaki zorluklarını ve uygulamalarını analiz etmek.,Uyarlamalı Kontrol Teknikleri: 1) Robotik sistemlere uygulanabilen uyarlamalı kontrol tekniklerini incelemek. 2) Uyarlamalı kontrolün, robotların değişen çevresel koşullara yanıt olarak performansını artırmak için nasıl kullanılabileceğini incelemek.,Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Kontrol:

Kuvvet kontrolü için gerçek zamanlı geri bildirim mekanizmalarını uygulamak.
,Dinamik değişikliklere uyum sağlamada kapalı çevrim kontrol sistemlerinin önemini incelemek.; konularını içermektedir.
Dersin Öğrenme KazanımlarıÖğretim YöntemleriÖlçme Yöntemleri
Robot hareketinin karmaşık yönlerini anlama ve analiz etmeyi, diferansiyel kinematik, yol planlama ve yörünge oluşturmayı çözümler.2, 21A, D, E, F
Robotik davranışı etkili bir şekilde yönetmek ve optimize etmek için kuvvet kontrolü, empedans kontrolü ve giriş kontrolünü uygular. 2, 21A, D, E, F
Robot dinamiği ve kontrolünde edindiği teorik alt yapıyı pratik senaryolarda uygular.2, 21A, D, E, F
Gelişmiş uygulamalar ve sistem entegrasyonu için temel çerçeveleri ve programlama dillerini kullanarak robotik yazılım geliştirme konusunda pratik deneyim kazanır.2, 21A, D, E
Robotik sistemin prototipini oluşturmak için malzemeler ve imalat yöntemleri dahil olmak üzere tasarım ilkelerini uygular.2D, F
Öğretim Yöntemleri:2: Proje Temelli Öğrenme Modeli, 21: Benzetim/Simülasyon Tekniği
Ölçme Yöntemleri:A: Klasik Yazılı Sınav, D: Sözlü Sınav, E: Ödev, F: Proje Görevi

Ders Akışı

SıraKonularÖn Hazırlık
1Robotik sistemlerin tanıtımı, bileşenleri ve türleriDers sunuları
2Robotic uç işlevcilerinin yönelimini açıklamak ve kontrol etmek için döndürme
operatörlerini çözümlemek
Ders sunuları
3Robotik sistemin pozisyonunu ve yönelimini birleşik matematiksel bir
çerçevede temsil etmek için homojen dönüşümleri
Ders sunuları
4Bir robotun eklem değişkenleri verildiğinde robot uç etkileyicisinin pozisyonunu
belirlemek için İleri Kinematik probleminin çözümlenmesi
Ders sunuları
5İstenen bir uç etkileyici pozisyon ve yönelimine ulaşmak için gerekli eklem
değişkenlerini hesaplamak amacıyla Ters Kinematik problemlerinin çözümlemesi
Ders sunuları
6Hız kinematiği kavramı ve bu kavramı kullanarak bir robotik sistemdeki eklem
hızları ile uç etkileyici hızları arasındaki ilişkinin analizi
Ders sunuları
7Robotik sistemlerin hareket denklemlerini Newton-Euler yöntemi kullanarak
türetilmesi: Bir robotik sistemdeki bireysel rijit cisimler için kütle, ağırlık merkezi ve
atalet momenti dahil olmak üzere atalet özelliklerini hesaplanması. Tekrarlanır
Newton-Euler algoritmasını kullanarak bir robotik manipülatörde hızları ve
ivmeleri hesaplanması
Ders sunuları
8Eklem kuvvetlerini ve torkları analiz etmek ve bunları dış kuvvetler, eklem
ivmeleri ve atalet özellikleri terimleriyle ifade etmek. Newton-Euler yöntemini
kullanarak robotik manipülatörlerin dinamik simülasyonlarını gerçekleştirmek.
Ders sunuları
9Lagrange denklemlerinin mekanik sistemlerin dinamiklerini ifade etmek amacıyla türetilmesiDers sunuları
10Euler-Lagrange denklemleri kullanılarak kısıtlamaların bulunduğu durumlarda
dinamik problemlerin çözümlenmesi.
Ders sunuları
11 1) Robotikte kuvvet kontrolünün prensiplerini anlamak. 2) Robot sistemlerinde kuvvet sensörlerinin ve dokunsal geri bildirimin rolünü keşfetmek. 3) Kuvvet kontrolünün çeşitli senaryolardaki zorluklarını ve uygulamalarını analiz etmek.Ders sunuları
12Uyarlamalı Kontrol Teknikleri: 1) Robotik sistemlere uygulanabilen uyarlamalı kontrol tekniklerini incelemek. 2) Uyarlamalı kontrolün, robotların değişen çevresel koşullara yanıt olarak performansını artırmak için nasıl kullanılabileceğini incelemek.Ders sunuları
13Gerçek Zamanlı Geri Bildirim ve Kontrol:

Kuvvet kontrolü için gerçek zamanlı geri bildirim mekanizmalarını uygulamak.
Ders sunuları
14Dinamik değişikliklere uyum sağlamada kapalı çevrim kontrol sistemlerinin önemini incelemek.Ders sunuları
Kaynak
Robot Dynamics and Control, Spong, Vidyasagar, John Wiley and Sons, 1989.
• MATLAB Control System Toolbox, SIMULINK (Code Examples) • Arduino (Built-in Examples) https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı

Dersin Program Yeterliliklerine Katkısı
NoProgram Yeterliliği Katkı Düzeyi
12345
1
Matematik, fen bilimleri ve ilgili mühendislik disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilme becerisi
X
2
Karmaşık mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi
X
3
Karmaşık bir sistemi, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi
X
4
Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi
X
5
Karmaşık mühendislik problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi
X
6
Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi
X
7
Sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az bir yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi
X
8
Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerisi
X
9
Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; mühendislik uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgi
X
10
Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi
X
11
Mühendislik uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi; mühendislik çözümlerinin hukuksal sonuçları konusunda farkındalık
X
12
İnsan vücudunu anlama ve onarmada mühendisliğin ilkelerini uygulama ve karar verme yetisi
X

Değerlendirme Sistemi

Katkı DüzeyiMutlak Değerlendirme
Ara Sınavın Başarıya Oranı 30
Genel Sınavın Başarıya Oranı 70
Toplam 100

Sayısal Veriler

Ekleme Tarihi: 06/07/2022 - 16:47Son Güncelleme Tarihi: 06/07/2022 - 16:48