Презентация "Понятие о системах автоматического управления. Робототехника"

Тема урока:

Понятие о системах автоматического управления.
Робототехника

1.Дайте определения понятий «система автоматического управления»,
2. Выполните классификацию систем автоматического управления (САУ) по целям управления.
3. Какие существуют САУ по виду информации в управляющем устройстве?

Система автоматического управления(САУ) — это комплекс средств микропроцессорной и вычислительной техники, осуществляющей автоматическое управление оборудованием какого-либо технологического процесса

Система автоматического управления

Объект управления
Управляющее устройство

Системы автоматического управления классифицируют по следующим признакам
1. По цели управления различают:
а) системы автоматического регулирования (САР):
— системы автоматической стабилизации поддерживают на постоянном уровне определённый выходной параметр (например, постоянную температуру в холодильнике);
— системы программного регулирования следят за тем, чтобы выходной параметр изменялся по заданному программному закону (например, цвета светофора менялись через определённое время);
— следящие системы срабатывают только тогда, когда это необходимо (например, шлюзы водоёма открываются и выпускают воду тогда, когда уровень воды достигает критического уровня в сезон дождей);

б) системы экстремального регулирования (СЭР), которые реагируют на минимальное или максимальное значение какого-то критерия (например, если в квартире одновременно включают микроволновую печь, тостер и электрический чайник, то электричество автоматически отключается);

в) адаптивные системы автоматического регулирования (АСАР) обеспечивают спокойное функционирование системы при изменении внешних воздействий в широких пределах (например, автопилот самолёта удерживает заданный курс при изменении погодных условий за бортом самолёта)

2. По виду информации в управляющем устройстве различают:
— замкнутые САУ, в которых управляющее воздействие зависит от характера сигнала обратной связи;
— разомкнутые САУ, не имеющие обратной связи и не реагирующие на качество получаемого результата (например, автоматическая система полива газона или таймер).
Примерами объектов, имеющих системы автоматического управления, являются автоматы (торговые, музыкальные, игровые), телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, телефоны, автомобили

1.Дайте определения понятий «робототехника», «робот».
2. Охарактеризуйте два основных класса роботов — манипуляционных и мобильных.
3. Запишите, каким образом бытовые роботы помогают человеку в повседневной жизни.
4. Перечислите классификацию роботов в зависимости от их системы управления.
5. Назовите профессии специалистов, участвующих в создании роботов

Робототехника
Робототехника— прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства.
Существует робототехника промышленная, строительная, космическая, авиационная, военная, подводная, бытовая и др.
Главным объектом робототехники является робот— автоматическая машина.

Виды роботов

Манипуляционные роботы — автоматические машины, корпус которых жёстко прикреплён к полу, стене или потолку цеха, для работы чаще всего в машиностроительном или приборостроительном производстве. Они имеют исполнительные устройства — манипуляторы (конечности), способные перемещаться в нескольких направлениях, и устройство программного управления, которое управляет роботом

Виды роботов

Мобильные роботы — автоматические машины, которые могут перемещаться по поверхности. Такие роботы (имеющие автоматически управляемые приводы) могут быть колёсными, гусеничными, шагающими, ползающими, плавающими и летающими.

Робот-андроид

Роботы

Промышленные
Бытовые
Боевые (Военные)
Транспортные
Социальные
Медицинские
Летающие, роботы-игрушки

Промышленные роботы
Промышленные роботы применяются на крупных предприятиях для перемещения предметов производства и выполнения технологических операций: сварки, сверления, шлифования, полировки, окраски, сборки
Промышленный робот имеет один или
несколько манипуляторов, совершающих поступательное и вращательное движения и способных удерживать рабочие инструменты

Транспортные роботы
служат для транспортировки грузов и загрузки оборудования в автоматизированном производстве.
Бытовые роботы предназначены для помощи человеку в повседневной жизни. Сейчас такие роботы ещё мало распространены, но учёные предполагают их широкое внедрение в будущем. В настоящее время успешно применяются роботы-пылесосы, роботы для очистки бассейнов, роботы-уборщики, роботы для очистки водосточных желобов на крышах домов и др.
Боевые(военные) роботы — это устройства автоматики, заменяющие человека в боевых ситуациях для сохранения человеческой жизни или для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.

Социальный робот — машина, способная в автономном или полуавтономном режиме взаимодействовать и общаться с людьми в общественных местах или дома. Это роботы — няни и сиделки, помощники инвалидов, дворецкие, учителя и др.
Сельскохозяйственные роботы используются в сельском хозяйстве при обработке земли, поливе, уборке урожая, стрижке овец и др.
Медицинские (хирургические) роботы в последние годы успешно применяются при проведении операций на людях

Системы управления роботами
Автоматические роботы:
— программные роботы выполняют действия по жёсткой программе, заложенной в память запоминающего устройства;
— адаптивные роботы имеют сенсорные датчики, сигналы от которых поступают в систему управления, система управления анализирует сигналы и принимает решение о дальнейших действиях робота;
— интеллектуальные роботы (роботы с элементами искусственного интеллекта) способны с помощью сенсорных устройств самостоятельно распознавать обстановку и автоматически принимать решение о дальнейших действиях, а также самообучаться по мере накопления собственного опыта деятельности

Биотехнические роботы: человек-оператор дистанционно задаёт с командного устройства необходимое движение, а робот повторяет или копирует его

Интерактивные роботы:
— автоматизированные роботы, чередующие автоматические режимы управления с биотехническими;
— супервизорные — роботы, выполняющие автоматически все этапы заданного цикла операций, но осуществляющие переход от одного этапа к другому по команде человека-оператора;
— диалоговые роботы способны взаимодействовать с человеком-оператором, используя язык того или иного уровня (включая подачу текстовых или голосовых команд и ответные сообщения робота

Программирование работы устройств
Чтобы система управления роботом успешно руководила его действиями, человек закладывает в неё специальную программу.
Программирование— это процесс создания и поддержания в рабочем состоянии специальных компьютерных программ — программного обеспечения.

Проверь себя

Проверь себя

Практическая работа
Ознакомление с автоматизированными
и автоматическими устройствами
1. Начертите в рабочей тетради таблицу и запишите автоматически технические устройства, окружающие вас в повседневной жизни, на улице, в магазинах и других местах.

2. Исследуйте автоматические игрушки с дистанционным управлением (модели автомобилей, вертолетов, самолетов и др.). Начертите в рабочей тетради таблицу и укажите в ней, какие движения отдельные элементы могут выполнять эти устройства

Практическая работа
Ознакомление с автоматизированными
и автоматическими устройствами
1. Начертите в рабочей тетради приведённую таблицу и запишите в соответствующую колонку технические устройства, окружающие вас в повседневной жизни (будильник, утюг, микроволновая печь, холодильник, электрическая кофемолка, тостер, газовая или электрическая плита, стиральная машина, посудомоечная машина). Запишите также устройства, не указанные в данном перечне, которые вы наблюдаете на улице, в магазинах и других местах.