6B07111 Робототехника и мехатроника в Satbayev University

Дисциплина является обязательным компонентом. Курс развивает у студентов следующие умения: изображать всевозможные сочетания геометрических форм на плоскости, производить исследования и их измерения, допуская преобразования изображений; создавать технические чертежи, являющиеся основным и надежным средством информации, обеспечивающим связь между проектировщиком и конструктором, технологом, строителем. Знакомит студентов с основами автоматизированной подготовки графической части конструкторских документов в среде AutoCAD.

Курс изучает основные физические явления и законы классической и современной физики; методы физического исследования; влияние физики как науки на развитие техники; связь физики с другими науками и ее роль в решении научно-технических проблем специальности. Курс охватывает следующие разделы: механика, динамика вращательного движения твёрдого тела, механические гармонические волны, основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики, явления переноса, механика сплошной среды, электростатика, постоянный ток, магнитное поле, уравнения Максвелла.

Дисциплина является продолжением Математики 1. В разделы курса входят: элементы линейной алгебры и аналитической геометрии. Дифференциальное исчисление функции нескольких переменных и его приложения. Кратные интегралы. Задачи курса - привить студентам твердые навыки решения математических задач с доведением решения до практически приемлемого результата. Выработать первичные навыки математического исследования прикладных вопросов и умение самостоятельно разбираться в математическом аппарате, содержащемся в литературе, связанной со специальностью студента.

Познакомить с новыми принципами и дальнейшим развитием автоматизации и автоматизации технологических процессов, в том числе в машиностроении, с обеспечением полного понимания студентами основных категорий и принципов мехатроники, формированием информационно-методологической базы для изучения последующих дисциплин, связанных с мехатроникой и робототехникой, овладением первичными практическими навыками анализа и синтеза объектов мехатронного типа. Задачи дисциплины" Робототехника и мехатроника": - ознакомление с основными понятиями, историей становления и основными факторами развития мехатроники и робототехники; - изучение принципов построения современных систем автоматического управления и регулирования на основе мехатронного подхода; - изучение современного состояния в области теории и практики разработки мехатронных систем; - изучение принципов действия основных элементов и компонентов мехатронных модулей; - изучение модульного принципа построения мехатронных систем; -; - изучение современных принципов и интеллектуальных методов управления мехатронными объектами; - изучение областей эффективного применения мехатронных систем; - демонстрация преимуществ мехатронного подхода к задачам проектирования систем автоматического управления

Курс основан на изучении математического анализа в объеме, позволяющем исследовать элементарные функции и решать простейшие геометрические, физические и другие прикладные задачи. Основное внимание уделяется дифференциальному и интегральному исчислениям. В разделы курса входят дифференциальное исчисление функций одной переменной, производная и дифференциалы, исследование поведения функций, комплексные числа, многочлены. Неопределенные интегралы, их свойства и способы вычисления. Определенные интегралы и их применения. Несобственные интегралы.

Курс предназначен для изучения законов физики и путей их применения. Решение обобщенных типовых задач физики различных областей (теоретических и экспериментальных практических учебных задач) для формирования основ в решениях профессиональных задач, оценка степени точности результатов экспериментальных или теоретических методов исследования, моделирование физического состояния с использованием компьютера, изучение современной измерительной аппаратуры, отработка навыков проведения испытательных исследований и обработки их результатов, распределение физического содержания прикладных задач будущей специальности.

Формирование базовых знаний о биоморфных и антропоморфных робототехнических системах, их применения и конструктивных исполнений, а также обучение методам расчета параметров манипуляторов. Задачами изучения дисциплины являются: приобретение студентами умений расчета кинематических и динамических переменных движения манипуляционных систем; знаний о робототехнических устройствах бионического и антропоморфного конструктивных исполнений

Дисциплина является продолжением Математики 2. В разделы курса входят: теория числовых рядов; теория функциональных рядов; ряды Фурье; элементы теории вероятностей и математической статистики. Особое место уделено решению задач по всем разделам теории рядов; нахождению вероятности событий; вычислению числовых характеристик случайных величин; использованию статистических методов для обработки экспериментальных данных.

Цель дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» сформировать у студентов способность распознавать и оценивать негативные факторы среды обитания человека, определять последствия для человека вредных и поражающих факторов, для осуществления надежных способов защиты от них, к выбору оптимального решения и правильного поведения, безопасности и сохранения жизни при чрезвычайных ситуациях природного, техногенного и социального характера.

Дисциплина "Биотехнические системы" сформировать у студентов целостное представление о свойствах живых систем, о теории анализа и синтеза биотехнических систем (БТС), строить и оптимизировать модели функциональных процессов в БТС, ориентированных на активную диагностику и управление состоянием организма

Целью курса является формирование представления об основных закономерностях устойчивого развития природы и общества. В курсе рассматриваются экология индивидов, популяций и сообществ, биогеоценоз. Экосистема. Биосфера и ее стабильность. Принципы устойчивого развития. Современные глобальные и актуальные экологические проблемы Казахстана и пути их решения. Наилучшие доступные технологии как эффективные способы устойчивого развития. Обзор передовых отечественных производств, путей и способов защиты окружающей среды от негативного влияния производственной деятельности человека.

Формирование у студентов знаний по основам электромеханики и электроники, методов проектирования и расчета электронных устройств. Получение знаний, умений и навыков читать структурные и принципиальные схемы электронных устройств, разбираться в принципах их работы и сделать правильный выбор элементов электронной аппаратуры

Изучение основ прикладного и системного программирования, включая методы объектно-ориентированного программирования. Задачами дисциплины является получение навыков прикладного и системного программирования с использованием языка С, а также изучение технологии объектно-ориентированного программирования с использованием языка С++.

«Механика роботов» изучаются основные виды механизмов роботов и манипуляторов: шарнирно–рычажные, кулачковые и зубчатые механизмы. Рассматривается структурный, кинематический и динамический анализ и синтез различных механизмов роботов и манипуляторов, и их кинематические и динамические свойства. Изучаются практические приемы решения задач анализа и синтеза механизмов роботов и манипуляторов.

Цель и задачи курса формирование у обучающихся устойчивых интересов и практических навыков, технических знаний в процессе обучения основам электроники, промышленной робототехники и программирования через систему кейсового обучения и проектно-исследовательскую деятельность. Автоматизация-одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулируемые технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов, изделий или информации либо существенного уменьшения степени этого участия, трудоемкости выполняемых операций. Промышленная робототехника - это инженерная дисциплина для создания и изучения роботов для автоматизации производственных процессов

Целью дисциплины является получение практических навыков осуществления предпринимательской деятельности, ознакомление с теориями и видами лидерства, и понимание основ антикоррупционной культуры. Студенты будут изучать теории и практики предпринимательства как системы экономических, организационных и правовых отношений бизнес-структур. Они будут развивать свои лидерские навыки и навыки работы в команде. Также они будут изучать причины коррупции и методы по борьбе с ней.

Цель дисциплины-изучение студентами особенностей проектирования и расчета манипуляторов промышленных роботов и технологического оборудования, современных конструкций робототехнических комплексов, их расположения и конструкции, характеристик и требований, условий применения различных манипуляторов в производстве. Основной задачей студентов является получение необходимого комплекса знаний по средствам автоматизации современного производства, умение определять рациональное сочетание основных технико-экономических показателей, привитие необходимых практических навыков при исследовании, расчете и сборке промышленных роботов и манипуляторов

Целью курса является формирование у студентов знаний по основам электроники методов расчета и проектирования электронных устройств. Задачи курса-студенту необходимо овладеть принципами физических основ работы и устройств полупроводниковых приборов, изучить их характеристики и показания, а также основные принципы построения аналоговых электронных схем, генераторов сигналов, принципов работы интегральных микросхем, функции и построения интегральных логических элементов, изучить методы синтеза логических устройств комбинационного и цепного типов

Дисциплина «Микроконтроллерные системы управления» является фундаментальной дисциплиной по изучению микроконтроллерного управления роботов. Курс предназначен для студентов направления мехатроника и робототехника. Приобретение навыков по управлению различными сенсорами и решение задачи микропроцессорного управления

Цель данной дисциплины: изучение общих принципов построения систем автоматики и автоматического регулирования, методов выбора и расчета элементов и систем автоматики. Задачи дисциплины: знакомство с техническими средствами автоматических систем и систем управления, овладение методами практического расчета систем автоматического регулирования и управления, знакомство с современным состоянием технических средств автоматики.

Дисциплина «Гидропневмопривод» изучает следующие основные вопросы: принцип действия; классификация; основные параметры объемных и лопастных гидромашин; примеры конструкций; особенности рабочих процессов, конструкций и методов расчета гидромашин; принцип действия объемных и гидродинамических передач. Знания, полученные студентами при изучении материалов теоретической и лабораторной части дисциплины, используются при изучении последующих дисциплин и выпускной квалификационной работы.

Изучение структурных схем микропроцессорных систем в мехатронике и робототехнике, основ для разработки аппаратных средств микропроцессорных устройств и управления роботами

Основной задачей является получение студентами необходимого комплекса знаний по средствам автоматизации современного производства, умение определять рациональное сочетание основных технико-экономических показателей, привитие практических навыков, необходимых при исследовании, расчете и конструировании промышленных роботов и манипуляторов

Дисциплина изучает основы физических эффектов, используемые для получения измерительной информации , а также принцип работы датчиков и методов анализа и синтеза физических явлений для создания различных средств измерения, диагностики и контроля

Изучение механических систем как составляющей части мехатроники и методов их описания и анализа для мехатронных устройств и систем, а также изучение различных приводных элементов и конструкций в общей системе построения управляемых мехатронных машин.

Изучение принципов работы базовых элементов современной оптоэлектроники, рассмотрение свойств используемых материалов и технологических процессов, знакомство с основными конструкциями приборов и принципами построения оптоэлектронных схем, а также формирование у студентов знаний и умений, позволяющих проводить информационный поиск в рамках поставленной научно-исследовательской задачи, планировать и осуществлять экспериментальные и теоретические исследования

Изучение основ построения и эксплуатации автоматизированных систем контроля и диагностирования, создаваемых на принципах агрегатирования совместимых между собой средств измерительной и вычислительной техники, а также вспомогательных устройств. Освоение дисциплины направлено на приобретение знаний и умений для выбора, создания, внедрения и эксплуатации измерительных установок и систем, испытательных стендов; знания методов и средств измерений; метрологических характеристик средств измерений; организации деятельности по проведению испытаний и контроля с целью оценки соответствия продукции и показателей качества.

Принципы построения, математические модели и методы анализа информационно-измерительных систем и их сигналов. Принципы обработки статистической информации. Методы оценки точности результатов измерений. Ознакомление студентов с современными измерительными технологиями и их применением в приборостроении.

Изучение принципов построения микроконтроллеров и программирование микроконтроллеров, а также проектирование, разработка и изготовление электронных узлов устройств с применением микроконтроллеров. Формирование навыков программирования микроконтроллеров для решения различных задач с применением АЦП, ЦАП и других интерфейсных возможностей микроконтроллеров.

Целью дисциплины "Основы информационно-измерительных технологий" является изучение общих сведений об измерении физических величин, методах и средствах измерений, измерительно-информационных системах. Изучение основных методов и средств измерений электрических, магнитных и неэлектрических величин, методов оценки точности результатов измерений, ознакомление студентов с современными измерительными технологиями и их применение.

Изучение основ прикладного и системного программирования, включая методы объектно-ориентированного программирования. Задачами дисциплины является получение навыков прикладного и системного программирования с использованием языка С, а также изучение технологии объектно-ориентированного программирования с использованием языка С++.

Дать студентам фундаментальные основы построения приборов и общие методы измерительной техники, а также особенности измерений различных неэлектрических величин. Задачи курса – является ознакомление студентов с устройствами, схемами включения и погрешностях измерительных приборов, и измерительных преобразователях. Дисциплина «Контрольно-измерительные приборы» занимает ведущее место в технологической подготовке студентов, является базой для изучения дисциплин профильных дисциплин специальности. Изучение с основными принципами и типами приборов и измерительных систем, используемых для измерения физических величин, наиболее часто встречающихся в исследованиях и на производстве

Дисциплина "Точность измерительных приборов" имеет цель подготовить студентов к решению практических задач оценки точности средств измерений. В результате изучения дисциплины студент знает характеристики точности, причины и виды ошибок функционирования приборов, методы оценки различных видов ошибок и их влияния на результирующую точность функционирования приборов

В процессе изучения дисциплины «Автономные мобильные роботы» у студента формируется база знаний по основам организации процесса проектирования, по принципам распараллеливания проектных работ, по способам достижения оптимальных технико-экономических параметров разрабатываемых изделий мобильных робототехнических систем

Цель дисциплины – приобретение студентами знаний о принципах работы, основных параметрах, конструкциях сенсоров, измерительных преобразователей на их основе и датчиков различного назначения. Изучает основы физических явлений и процессов, лежащих в основе принципов работы сенсоров и измерительных преобразователей на их основе. Изучает основных параметров и конструкций сенсоров и измерительных преобразователей на их основе, принципов действия и знание областей применения датчиков различного назначения.

Дисциплина изучает датчики которые предназначены для робототехники, такие как тензодатчики, флекс сенсоры, инфракрасные и оптические сенсоры. В данном курсе студент учиться учится программировать и получать данные от этих сенсоров.

Приобретение студентами научных знаний, а также навыков применения методов и практических основ стандартизации, и технических измерений при конструировании оборудования, приборов, мехатронных и робототехнических комплексов, разработке стандартов, а также расчете погрешностей электронной аппаратуры.

Изучение общих принципов построения систем автоматики и автоматического регулирования, методов выбора и расчета элементов и систем автоматики. Знакомство с техническими средствами автоматических систем и систем управления, овладение методами практического расчета систем автоматического регулирования и управления, знакомство с современным состоянием технических средств автоматики

Изучение материалов данной дисциплины позволит получить знания о строении, работе источников электропитания, а также привитие навыков использования этих устройств в качестве инструмента в своей профессиональной деятельности. Первичные источники питания. Источники химического питания. Электромагнитные элементы устройств электропитания. Трансформаторы, трехфазные трансформаторы. Определение и основные понятия выпрямительных устройств. Виды нагрузок выпрямителей и выпрямительных блоков. Расчетные коэффициенты и основные параметры выпрямителя. Выравнивающие фильтры. Параметрические стабилизаторы. Компенсационные стабилизаторы постоянного напряжения с непрерывным регулятором. Импульсные источники питания. Управление регуляторным элементом источников импульсного питания. Импульсные источники питания с несколькими выходами. Конвертеры AC-DC. Широтно-импульсная модуляция-контроллеры

В дисциплине рассматриваются биологические основы механики. Изучает различные уровни организации живой материи: биологические макромолекулы, клетки, ткани (биореология), органы, системы органов, а также целые организмы и их сообщества. Чаще всего, объектом исследования этой науки, является движение животных и человека, а также механические явления в тканях, органах и системах. изучает деформации в биосистемах, связанные с биологическими процессами, которые играют решающую роль в движениях животных и человека.

Целью освоения дисциплины "Обработка сигналов" является выяснение роли и значения цифровой обработки сигналов в приеме и передаче информации, особенностей и преимуществ цифрового представления сигналов, изучение алгоритмов цифровых преобразований, реализация цифровой обработки в телекоммуникационных, информационно-измерительных и радиофизических системах и ее применение в различных областях науки, техники и производства.

Ознакомление студентов с основами цифровой интегральной схемотехники и их практическим применением в робототехники. Задачи курса – дать представление о развитии интегральной цифровой схемотехники, об архитектуре и программировании типовых микропроцессорных систем, о методах автоматизированного моделирования и проектирования электронных схем

Курс посвящен моделированию инженерных систем, содержащих компоненты из различных областей техники, для создания системы проектирования и управления такими системами. В курсе также описываются методы создания моделей, получения уравнений пространства состояний, введение в модель аккумулирования и диссипации энергий из различных областей, нелинейная механика, теория преобразований.

Дисциплина включает в себя изучение основ теории машинного обучения и нейронных сетей и практическое их применение. Будут рассмотрены виды нейронных сетей, методы и алгоритмы, используемые в машинном обучении и нейронных сетях

Сформировать компетенции обучающегося в области контроля состояния и диагностики машин. Эксплуатация современных машин и оборудования сопровождается значительным уровнем виброакустических факторов. Источниками вибрации в жилых и общественных зданиях являются инженерное и санитарно-техническое оборудование, а также промышленные установки и транспорт (метрополитен мелкого заложения, тяжелые грузовые автомобили, железнодорожные поезда, трамваи), создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий. Вибрации часто являются также причиной возникновения шума в помещениях зданий.

Целью дисциплины является изучение принципов организации и методов проектирования электронных схем, в том числе и методов автоматизированного проектирования, математических моделей и программных средств, т. е. то, что позволяет современным специалистам ставить и решать сложные задачи проектирования устройств и комплексов электронной техники

Дисциплина изучает моделирование и программирование автоматических, мехатронных и робототехнических систем.Формирование знаний, умений и навыков в области современных методов и средств моделирования систем различной физической природы, которые необходимы для успешного решения задач разработки, исследования и эксплуатации мехатронных и робототехнических систем, систем автоматического и автоматизированного управления техническими объектами и технологическими линиями.

Обучение базовым принципам управления роботов. Изучение основных принципов построения информационно-измерительных систем и систем управления на основе открытых платформ микроконтроллеров, формирование навыков в разработке аппаратного и программного обеспечения для автоматизированных систем управления и управления роботов

Дисциплина охватывает вопросы проектирования роботов с точки зрения создания робототехнических систем, включающих механические и электронные системы. Дисциплина дает представление об основных этапах создания робототехнического устройства

Целью изучения дисциплины «Биомеханика» является формирование у студентов знаний о фундаментальных законах и принципах биомеханики, теоретических знаний о механических свойствах биологических тканей, систем и их заменителей, а также физических явлений, происходящих в них в процессе жизнедеятельности и перемещения тела в пространстве. Задачами дисциплины является изучение механических аспектов строения и функционирования биологических систем и их взаимодействия с окружающей средой, инженерных методов исследования к решению различных проблем медицины.

Изучение и освоение теории по работе в программах MathCAD и MaTLAB для математического моделирования. Освоение студентами теории и практики работы в средах MathCAD и MaTLAB при решении конкретных математических задач.

Дисциплина включает в себя изучение основ нечеткой логики и нейронных сетей и практическое их применение. Будут рассмотрены методы и алгоритмы, применяемые в нечеткой логике и нейронных сетях для решения задач управления в условиях неопределенности.

Изучение основных методов моделирования процессов и систем при решении задач обработки и интерпретации экспериментальных данных и задач системотехнического и схемотехнического проектирования. Цель курса – формирование логического и алгоритмического мышления обучающихся, позволяющего применять методы статистики в инженерных исследованиях.

Основной целью дисциплины является подготовка выпускников для решения задач, связанных с разработкой инновационных методов, повышающих эффективность эксплуатации и проектирования электроэнергетических систем. Изучения дисциплины является формирование знаний о моделировании деятельности предприятия, методах и методологиях моделирования, построении объектно-ориентированной и функциональной модели, о назначении и функциях современных систем моделирования (СМ), принципах построения СМ; организации процессов моделирования, развитие способности применять знания на практике, формирование профессиональных компетенций, необходимых для осуществления профессиональной деятельности.

Цель дисциплины: изучение общих принципов построения систем автоматики и автоматического регулирования, методов выбора и расчета элементов и систем автоматики. Задачи дисциплины: знакомство с техническими средствами автоматических систем и систем управления, овладение методами практического расчета систем автоматического регулирования и управления, знакомство с современным состоянием технических средств автоматики.

Основные понятия мехатроники и робототехники, устройство роботов, принципы проектирования, конструирования и управления робототехническими системами, принципы и методологические основы построения мехатронных устройств, модулей, систем, устройство и принцип действия промышленных роботов, манипуляторов, схватов ПР, отдельных модулей ПР, классификацию мехатронных модулей, роботов и манипуляторов, их основные технические характеристики

Цель освоения дисциплины – формирование у студентов знаний и умений по конструированию и программированию роботов. Способность программировать приложения и создавать программные прототипы решения прикладных задач. Разрабатывать и реализовывать алгоритмы на языках программирования

Сформировать у студента теоретическую и практическую базу для проведения теплотехнических расчетов теплоэнергетического оборудования и оценки его термодинамической эффективности.В результате изучения дисциплины студент должен: знать:основные законы и фундаментальные принципы технической термодинамики, свойства и процессы изменения состояний рабочих тел, принципы преобразования энергии в тепловых и холодильных машинах, термодинамические циклы, методы расчета термодинамических свойств веществ, схемы и циклы тепловых и холодильных машин, характеристики циклов, пути повышения эффективности работы тепловых и холодильных машин; уметь:определять параметры рабочих тел, характеристики термодинамических процессов и циклов, проводить анализ теплоэкономических показателей работы теплоэнергетических установок при изменении определяющих параметров.

Формирование у студентов базовых знаний, умений и навыков по разработке и использованию программного обеспечения мехатронных систем.Формирование у студентов знаний и умений по разработке и использованию иерархического прикладного программирования мехатронных систем. Обучение умению применять полученные знания при решении профессиональных задач. Формирование общего представления о современном состоянии разработок программного обеспечения мехатронных систем и тенденциях их развития в Казахстане и за рубежом.

Организует эффективное использование материалов, компонентов, оборудования, соответствующих алгоритмов и программ расчетов параметров технологического процесса

Изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию по достижениям отечественной и зарубежной науки, техники и технологий в области робототехники и мехатроники

Участвует в разработке технологии создания робототехнических и мехатронных устройств и комплексов, и организует ее производство

Участвует в разработке планов, программ и методик проведения исследований и алгоритмов обработки результатов исследований

Участвует в проектировании современных и надежных блоков устройств, интеллектуально управляемых исполнительных, информационно-сенсорных и навигационных модулей робототехнических и мехатронных систем и комплексов

Участвует в составлении описаний методик использования робототехнических и мехатронных устройств и комплексов, условий и инструкций по эксплуатации и другой нормативно-технической документации

Применяет современные программные продукты и новейшие технологии для решения и управления междисциплинарных инженерных проблем в различных областях науки и техники

Осуществляет ремонт, поверку и обслуживание робототехнических и мехатронных устройств и комплексов

Проводит исследование в области разработки новых образцов и совершенствования существующих мехатронных и робототехнических систем, поиск новых способов управления и обработки информации

Осуществляет организацию работы коллектива исполнителей