Modellering inom robotik, 7,5 hp

Innehåll

Kinematiska och dynamiska modeller, nödvändiga för att beskriva rörelsen hos mekaniska system, behandlas ingående. Ingenjörsmatematik tillämpas i stor omfattning, och kursen varvas med teori, laborationsmoment, seminarieuppgifter, samt ett mindre projektarbete. Metoder och modeller illustreras med hjälp av simuleringar och experiment.
Kursen förutsätter goda kunskaper i matematik, speciellt linjär algebra och partiella differentialekvationer.

Kursen uppdelas i fyra moment:
 1. Teori, 3.5 hp (Theory, 3.5 ECTS).
Teoridelen syftar till brett kunnande och avsevärt fördjupat kunnande inom robotik och matematisk modellering av mekaniska system.
 2. Laboration, 2.0 hp (Laboratory, 2.0 ECTS).
I detta moment ingår 3-5 laborationer vars syfte är att implementera, tillämpa, reflektera över samt tolka resultat och data. Momentet baseras på de kunskaper och metoder som presenteras i kursens teoridel.
3. Seminarium, 0.5 hp (Seminar, 0.5 ECTS).
Detta moment består i att i seminarieform muntligt och skriftligt presentera lösningar till valda problem inom robotikmodellering.
4. Projekt, 1.5 hp (Project, 1.5 ECTS).
Detta moment består av ett projektarbete som till stor del handlar om att planera, genomföra, studera, och utvärdera ett projekt som utförs mot ett mekaniskt system utrustat med sensorer.  Studenten tränas även i sin förmåga att kritiskt granska sitt eget och andras arbeten, t.ex. via bedömningsmatriser. Studenten skall även kritiskt granska och utvärdera robotik- och automationslösningar ur ett samhälleligt och etiskt perspektiv.

Förväntade studieresultat

Efter avslutad kurs skall den studerande kunna:
Moment 1:
- ingående redogöra för de begrepp som används för modellering inom robotik,
- ingående redogöra för och tillämpa centrala begrepp och metoder för modellering inom robotik,
- självständigt analysera och beskriva ett mekaniskt robotsystem med Denavit-Hartenberg parametrar,
- redogöra för och tillämpa avancerade metoder för beräkning av kinematiska och dynamiska modeller,

Moment 2:
- använda matematiska mjukvaror för att symboliskt beräkna fram avancerade modeller för mekaniska system,
- använda mekaniska system drivna av elektriska styrdon för verifiering av beräknade modeller,
- inom given tidsram självständigt utveckla, implementera, och utvärdera en kinematisk och en dynamisk modell för ett mekaniskt system,

Moment 3:
- inom given tidsram skriftligt redogöra för och muntligt presentera lösningar till givna robotikuppgifter i seminarieform,
- tydligt redogöra för och diskutera laborationsresultat och slutsatser skriftligt,

Moment 4:
- självständigt planera och utföra ett mindre projekt inom en given tidsram efter en given projektstyrningsmodell,
- självständigt implementera en regulator för att styra ett mekaniskt system,
- diskutera, reflektera över och värdera samhällsnyttan och etiska aspekter på resultat inom robotik,
- muntligt och skriftligt ingående redogöra för projektet,
- visa på färdighet att arbeta i utvecklingsprojekt, samt reflektera och utvärdera sin egen insats i projektet.
 

Behörighetskrav

För tillträde till kursen krävs minst två års avklarade universitetsstudier innefattande följande kurser (eller motsvarande):
Programmering 7.5 hp;
Envariabelanalys 1, 7.5 hp;
Envariabelanalys 2, 7.5 hp;
Linjär algebra, 7.5 hp;
Differentialekvationer för teknologer, 7.5 hp, eller Fysikens matematiska metoder, 15 hp, eller Teknisk-vetenskapliga beräkningar, 7.5 hp;
Linjära reglersystem, 7.5 hp.
Engelska A/6 och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av lektions- och gruppundervisning samt handledning i samband med laborationer, grupp- och projektarbeten. Lektionsundervisningen ägnas åt genomgång av vissa teoriavsnitt, problemlösning och demonstrationer. Experimentellt arbete utgör ett fundamentalt inslag i kursen.

Examination

Kunskapsredovisningen sker genom:

Moment 1 (Teori):
Skriftlig tentamen. På den skriftliga tentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För betyget (3) krävs minst 50% av maxpoäng på den skriftliga tentamen. För betyget (4) krävs minst 65% av maxpoäng och för betyget (5) krävs minst 80% av maxpoäng på den skriftliga tentamen.

Moment 2 (Laboration):
Skriftlig redovisning av 3-5 laborationsövningar som betygsätts med Underkänd (U) eller Godkänd (G). Om flera studenter genomför övningarna tillsammans skall en individuell bedömning säkerställas. Betygssättningen grundas på bedömning av den skriftliga redovisningen. För betyget (G) krävs att samtliga övningar är genomförda och redovisade med godkänt resultat inom given tidsram.

Moment 3 (Seminarium):
Muntlig och skriftlig redovisning av lösningar till valda problem inom robotikmodellering. Betygssättningen, Underkänd (U) eller Godkänd (G), grundas på bedömning av den muntliga och skriftliga redovisningen. För betyget (G) krävs att både den muntliga och den skriftliga redovisningen är genomförda och godkänt resultat inom given tidsram.

Moment 4 (Projekt):
Muntlig redovisning av projektarbetet samt skriftlig redovisning i form av en projektrapport och av relevant dokumentation avseende projektplaneringen. Dessutom ingår skriftlig inlämning av en personlig reflektionsrapport över projektarbetet och det egna bidraget till projektresultatet. Om flera studenter genomför projektarbetet tillsammans skall en individuell bedömning säkerställas. På momentet ges betyget Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl Godkänd (VG). För betyget (G) krävs att den muntliga och skriftliga redovisningen, inklusive den personliga reflektionsrapporten, sammantaget bedöms med hög kvalitet. För betyget (VG) krävs att den muntliga och skriftliga redovisningen, inklusive den personliga reflektionsrapporten, sammantaget bedöms med mycket hög kvalitet.

Hela kursen:
På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen och erhålla betyget (3) krävs godkänt betyg (G) på samtliga moment. För kursbetyget (4) krävs att alla moment är godkända samt betyget (4) på Moment 1 (Teori) och betyget (VG) på Moment 4 (Projekt). För kursbetyget (5) krävs att alla moment är godkända samt betyget (5) på Moment 1 (Teori) och betyget (VG) på Moment 4 (Projekt).

Studerande som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för ett högre betyg.
För studerande som inte blivit godkänd erbjuds ytterligare provtillfällen enligt ett fastställt schema. En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.

TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt. I en examen får denna kurs ej ingå tillsammans med annan kurs med likartat innehåll.
Vid osäkerhet bör den studerande rådfråga studievägledaren vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.