機器人控制技術(shù)教學(xué)大綱

機器人控制技術(shù)教學(xué)大綱課程中文名稱：機器人控制技術(shù)課程英文名稱：RobotControlTechnology課程編號：C1324學(xué)分：2學(xué)時：32（其中：講課學(xué)時：32實驗學(xué)時：0上機學(xué)時：0）先修課程：大學(xué)物理、自動控制理論、現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器、電機與拖動適用專業(yè)：自動化使用教材：蔡自興,謝斌.《機器人學(xué)》第3版.清華大學(xué)出版社.2015.03開課單位：電氣與新能源學(xué)院一、課程性質(zhì)《機器人控制技術(shù)》是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中具有重要意義的專業(yè)選修課，它建立在大學(xué)物理、自動控制理論、現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器、電機與拖動等課程知識的基礎(chǔ)上，為自動化專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好堅實的基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)：1.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1、3、4；2.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1中的指標(biāo)點1.4：能將工程和專業(yè)知識用于控制系統(tǒng)復(fù)雜工程問題的設(shè)計和改進；3.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求3中的指標(biāo)點3.1：能夠根據(jù)用戶需求確定設(shè)計目標(biāo)；4.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求4中的指標(biāo)點4.4：能正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進行關(guān)聯(lián)、建模、分析和解釋，獲取合理有效的結(jié)論。三、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章、緒論1.教學(xué)內(nèi)容（1）機器人學(xué)的起源與發(fā)展（2）機器人的定義和特點（3）機器人的構(gòu)成與分類（4）機器人學(xué)的研究領(lǐng)域2.重、難點（1）機器人系統(tǒng)的構(gòu)成3.考核要點（1）機器人系統(tǒng)的構(gòu)成4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排1.2、1.4、1.6第二章、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1.教學(xué)內(nèi)容：（1）位姿和坐標(biāo)系；（2）平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；（3）平移和旋轉(zhuǎn)齊次坐標(biāo)變換；（4）物體的變換和變換方程；（5）通用旋轉(zhuǎn)變換2.重、難點（1）位姿和坐標(biāo)系（2）平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系3.考核要點（1）位姿、平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系4.教學(xué)方法（1）課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排2.1、2.3、2.7第三章、機器人運動學(xué)1．教學(xué)內(nèi)容：機器人運動方程的表示；機器人運動方程的求解2.重、難點機器人運動方程的表示；（1）機器人運動方程的求解3.考核要點（1）機器人運動方程的求解4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排3.1、3.5、3.8第四章、機器人動力學(xué)1．教學(xué)內(nèi)容（1）剛體的動力學(xué)方程；（2）機械手動力學(xué)方程的計算與簡化。2.重、難點（1）拉格朗日方程和牛頓?歐拉方程3.考核要點拉格朗日方程和牛頓?歐拉方程4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排4.4、4.5、4.7第五章、機器人位置和力控制1．教學(xué)內(nèi)容（1）機器人控制與傳動概述；（2）機器人的位置控制；（3）機器人的力和位置混合控制。2.重、難點機器人的位置控制3.考核要點機器人的位置控制4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排5.1、5.5、5.6第六章、機器人高級控制1．教學(xué)內(nèi)容（1）機器人變結(jié)構(gòu)控制；（2）機器人的自適應(yīng)控制；（3）機器人的智能控制。2.重、難點（1）機器人自適應(yīng)控制3.考核要點（1）機器人自適應(yīng)的模糊控制（2）多指靈巧手的神經(jīng)控制4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排6．3、6.6、6.9第七章、機器人傳感器1．教學(xué)內(nèi)容（1）機器人傳感器概述；（2）內(nèi)傳感器；（3）外傳感器；（4）機器人視覺裝置。2.重、難點機器人的視覺裝置3.考核要點位移傳感器、觸覺傳感器4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排7.1、7.4、7.7第八章、機器人程序設(shè)計1．教學(xué)內(nèi)容（1）機器人編程要求與語言類型；（2）機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能；（3）常用的機器人編程語言；（4）機器人的離線編程（5）基于Matlab的機器人學(xué)仿真2.重、難點基于Matlab的機器人學(xué)仿真3.考核要點基于Matlab的機器人學(xué)仿真4.教學(xué)方法課堂講授+平時作業(yè)5.作業(yè)安排8.1、8.5、8.8四、學(xué)時分配及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐章節(jié)教學(xué)內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點學(xué)時分配講課實驗第1章緒論機器人學(xué)的起源與發(fā)展、機器人的定義和特點、機器人的構(gòu)成與分類、機器人學(xué)的研究領(lǐng)域1.420第2章數(shù)學(xué)基礎(chǔ)位姿和坐標(biāo)系、平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系、平移和旋轉(zhuǎn)齊次坐標(biāo)變換、物體的變換和變換方程、通用旋轉(zhuǎn)變換1.440第3章機器人運動學(xué)機器人運動方程的表示、機器人運動方程的求解1.440第4章機器人動力學(xué)剛體的動力學(xué)方程、機械手動力學(xué)方程的計算與簡化。1.440第5章機器人位置和力控制機器人控制與傳動概述、機器人的位置控制、機器人的力和位置混合控制。3.1、4.440第6章機器人高級控制機器人變結(jié)構(gòu)控制、機器人的自適應(yīng)控制、機器人的智能控制。3.1、4.420第7章機器人傳感器機器人傳感器概述、內(nèi)傳感器、外傳感器、機器人視覺裝置。3.1、4.440第8章機器人程序設(shè)計機器人編程要求與語言類型、機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能、常用的機器人編程語言、機器人的離線編程、基于Matlab的機器人學(xué)仿真3.1、4.480合計320五、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式：考核方式包括期末考試、平時及作業(yè)情況考查（其中包括筆記、大作業(yè)等）。期末考試采用開卷筆試。2.課程成績評定標(biāo)準(zhǔn)課程成績=平時考核成績×50%+期末考試成績×50%。成績的具體構(gòu)成如下：考核形式分值考核細則平時成績50%平時作業(yè)25課后完成20-30個習(xí)題，主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按25%計入總成績。點名及課堂小練習(xí)25以隨機的形式，在每章內(nèi)容進行中或結(jié)束后，隨堂測試1-3題，主要考核學(xué)生課堂的聽課效果和課后及時復(fù)習(xí)消化本章知識的能力，結(jié)合平時的隨機點名，最后按25%計入課程總成績。期末考試50%期末考試卷面成績50試卷題型包括判斷題、選擇題、填空題、簡答題和綜合分析應(yīng)用題等，以卷面成績的50%計入課程總成績?？己藢W(xué)生在機器人控制技術(shù)領(lǐng)域的基本知識與技能。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時間及版次）1、蔡自興,謝斌.《機器人學(xué)》第3版.清華大學(xué)出版社.2015.03。2、蔡自興,謝斌.《機器人原理及其應(yīng)用》第2版.清華大學(xué)出版社.2013.01。

《機器人控制技術(shù)》課程簡介課程中文名稱：機器人控制技術(shù)課程英文名稱：RobotControlTechnology課程編號：C1324學(xué)分：2學(xué)時：32（其中：講課學(xué)時：32實驗學(xué)時：0上機學(xué)時：0）先修課程：大學(xué)物理、自動控制理論、現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器、電機與拖動適用專業(yè)：自動化內(nèi)