376.078 Grundlagen der Robotik
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2023W, VU, 3.0h, 4.5EC
TUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 3.0
  • ECTS: 4.5
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Präsenz

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage...

  • den Aufbau und die unterschiedlichen Komponenten einer Steuerungsarchitektur für Roboter zu verstehen.
  • die gängigsten Sensoren und Aktoren in der Robotik zu unterscheiden und zu vergleichen.
  • die Vorwärts- und Inverskinematik unterschiedlicher Robotersysteme, insbesondere von seriellen Manipulatoren und Parallelrobotern, aufzustellen.
  • die Bewegungsgleichungen (Dynamik) eines Roboterarmes zu beschreiben und zu berechnen.
  • das dynamische Robotermodell um Zwangsbedingungen und Kontaktübergänge zu erweitern.
  • einfache Regelungsaufgaben für Roboter im Konfigurations- und Aufgabenraum zu lösen.
  • die genannten Inhalte auf kinematisch redundante Roboter anzuwenden.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Übersicht über Roboterarten und Steuerungsarchitekturen, Grundlagen der Sensoren und Aktoren in der Robotik, Kinematik und Dynamik starrer Körper, Rekursive Algorithmen zur Berechnung der Kinematik und Dynamik serieller kinematischer Ketten, DH-Parameter, Product of Exponentials Formel, Inverskinematik, Dynamikbeschreibung über Lagrange-Gleichungen und rekursive Newton/Euler Algorithmen, Modellierung von Zwangsbedingungen und Kontaktübergängen, Modellbildung von Robotern mit paralleler Kinematik sowie von mobilen Robotern, Regelung im Konfigurations- und Aufgabenraum, Einführung in die Kraft- und Impedanzregelung, Kinematik und Dynamik redundanter Roboter.

Methoden

Die Lehrinhalte werden basierend auf einem Vorlesungsskriptum erarbeitet und diskutiert. Die Inhalte werden in Form eines Tafel- und Folienvortrages vermittelt. Eine Vertiefung, Festigung und praktische Anwendung der Lehrinhalte erfolgt durch zwei Laborübungen mit Experimenten und Simulationen mittels der Software Matlab/Simulink.

Prüfungsmodus

Mündlich

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Fr.08:00 - 10:0006.10.2023 - 19.01.2024EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.13:00 - 14:0001.12.2023EI 4 Reithoffer HS Fragestunde zur ersten Übung
Fr.13:00 - 14:0012.01.2024EI 4 Reithoffer HS Fragstunde zur zweiten Übung
Grundlagen der Robotik - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Fr.06.10.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.13.10.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.20.10.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.27.10.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.03.11.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.10.11.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.17.11.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.24.11.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.01.12.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.01.12.202313:00 - 14:00EI 4 Reithoffer HS Fragestunde zur ersten Übung
Fr.15.12.202308:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.12.01.202408:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung
Fr.12.01.202413:00 - 14:00EI 4 Reithoffer HS Fragstunde zur zweiten Übung
Fr.19.01.202408:00 - 10:00EI 4 Reithoffer HS Vorlesung

Leistungsnachweis

Die Note setzt sich aus zwei Übungen (prüfungsimmanent) und einer mündlichen Abschlussprüfung zusammen. Der positive Abschluss der Übungen ist die Voraussetzung für die Anmeldung zur mündlichen Abschlussprüfung. Die Beurteilung der Übungen geht zu 25% in die Gesamtnote mit ein.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Do.13:00 - 17:3020.06.2024 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich19.01.2024 18:00 - 17.06.2024 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Di.13:00 - 17:3028.01.2025 Raum CD0419mündlich17.01.2025 18:00 - 25.01.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3030.01.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 27.01.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Di.13:00 - 17:3004.02.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 01.02.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3006.02.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 03.02.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Di.13:00 - 17:3025.02.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 22.02.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3027.02.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 24.02.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Di.13:00 - 17:3004.03.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 01.03.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3006.03.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 03.03.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3020.03.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 17.03.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3024.04.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 21.04.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3022.05.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 19.05.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung
Do.13:00 - 17:3019.06.2025 Besprechungsraum des Institutes (CA0532)mündlich17.01.2025 18:00 - 16.06.2025 23:59in TISSVorlesungsprüfung

LVA-Anmeldung

Nicht erforderlich

Curricula

StudienkennzahlVerbindlichkeitSemesterAnm.Bed.Info
066 515 Automatisierung und robotische Systeme Pflichtfach1. Semester

Literatur

Vorlesungsskriptum

Vorkenntnisse

Grundlagen der linearen Algebra, Stabilitätsanalyse linearer Systeme im Zeitbereich

Vertiefende Lehrveranstaltungen

Weitere Informationen

Sprache

Deutsch