Inovácia výučby riadenia mechatronických systémov

Základné informácie

Tematická oblasť: komisia č. 2 pre nové technológie, metódy a formy vo vzdelávaní

Názov projektu (slovenský): Inovácia výučby riadenia mechatronických systémov

Názov projektu (anglický): Teaching innovation in control of mechatronic systems

Začiatok riešenia projektu: 2012

Koniec riešenia projektu: 2014

Stav projektu: Ukončený

Číslo projektu: 042TUKE-4/2012

Vedúci projektu: doc. Ing. Milan Lacko, PhD.

Vysoká škola: Technická univerzita v Košiciach

Pracovisko: Fakulta elektrotechniky a informatiky

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v slovenskom jazyku

Hlavným cieľom predkladaného projektu bolo vybudovanie Laboratória robotiky s orientáciou na riadenie robotických pohonov a viacosových systémov všeobecne. Tento cieľ bol splnený.  Laboratórium je tiež doplnené standmi pre výučbu predmetov zaoberajúcimi sa snímačmi a komunikačnými zbernicami používanými v priemyselnej automatizácii.

Druhým cieľom bolo zlepšenie zručností študentov pri programovaní mikrokontrolérov a digitálnych signálových procesorov, Tento cieľ bol tiež splnený. Vytvorili  sme ucelený program, kde študenti zvládli základy práce s mikropočítačmi a následne, v inžinierskom štúdiu, si tieto vedomosti rozširujú o programovanie DSP a schopnosť tvorby riadiacich algoritmov. Ku zvýšeniu atraktívnosti práce s procesormi prispelo aj zostavenie malých laboratórnych fyzikálnych modelov mechatronických systémov, podsystémov automobilov a výkonových meničov malého výkonu, na ktorých si študenti môžu overiť funkčnosť navrhnutých algoritmov. K fyzikálnym modelom a robotom sme vytvorili referenčné  virtuálne modely a elektronickú dokumentáciu. Niektoré modely sú vybavené rozhraniami pre pripojenie k počítaču, takže ich je možné využívať aj v rámci výučby HIL riadenia a simulácií.

Tretím cieľom projektu  spočíval v podpore talentovaných študentov a študentských tímov pri príprave a účasti na technických súťažiach. Aj tu konštatujeme splnenie tohto cieľa.

Anotácia originálnych výsledkov riešenia projektu v anglickom jazyku

The main objective of this project consisted in building of the Robotics Laboratory, generally focused to the control of multi-axis robotic drive systems. This goal was achieved. The laboratory is also completed by stands for teaching subjects dealing with the sensors and communication buses used in industrial automation.

The second objective consisted in improving skills of students in programming microcontrollers and digital signal processors where the goal was also achieved. We developed a comprehensive program where students learned the basics of working with microcomputers and subsequently, in engineering study, they would extend themselves knowledge about DSP programming and ability to create control algorithms. To enhance attractiveness of work with processors we developed small laboratory physical models of mechatronic systems, subsystems, cars, and low power converters in which the students can verify functionality of proposed algorithms. To the physical model and robots, we have created virtual reference models and electronic documentation. Some models have been equipped by interfaces for connection to a computer so they can be also utilised for courses dealing with HIL control and simulations.

The third objective consisted in supporting talented students and student teams in preparation and participation in technical competitions. We conclude meeting this objective, too.

Finančná dotácia z MŠVVaŠ SR v rámci KEGA

	Finančná dotácia z MŠVVaŠ SR v rámci KEGA	Kapitálové výdavky v €
Čerpané v roku 2012	17 208,02	0,00
Čerpané v roku 2013	14 331,03	0,00
Čerpané v roku 2014	14 945,95	0,00
Čerpané za celé obdobie riešenia projektu	46 485,00	0,00

Zoznam výstupov projektu za celé obdobie riešenia

Publikačná činnosť

Kód kategórie	Konkrétny výstup, názov (ISBN, počet strán a i.)
ADF	Girovský, Peter (99%); Kollárik, Marek (1%): Systém vozidla ABS s fuzzy regulátorom. 2014 ISSN 1335-2237
AED	Girovský, Peter (50%); Kaňuch, Ján (24%); Lacko, Milan (25%); Uram, Miloslav (1%); N/A, N/A (0%); N/A, N/A (0%): Riadenie veternej elektrárne. 2014 Košice : TU, 2014 : ISBN 978-80-553-1704-5
AED	Girovský, Peter (50%); Sivý, Radovan (49%); Kundrát, Matúš (1%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Ovládanie robotického ramena pomocou dátovej rukavice. 2014 Košice : TU, 2014 : ISBN 978-80-553-1704-5
AED	Girovský, Peter (50%); Žilková, Jaroslava (48%); Vacek, Marek (1%); Gnevek, Tomáš (1%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Lakovací robot. 2014 Košice : TU, 2014 : ISBN 978-80-553-1704-5
ADF	Sivý, Radovan (50%); Girovský, Peter (50%): Master-Slave control of dynamixel actuators. 2014 ISSN 1338-3957
ADF	ABS systém vozidla s fuzzy riadením / Peter Girovský, Ján Kaňuch, Marek Kollárik - 2014. In: EE : Časopis pre elektrotechniku a energetiku. Roč. 20, č. 6 (2014), ISSN 1335-2547
ADF	Vplyv rozmiestnenia funkcií príslušnosti pri fuzzy riadení synchrónneho motora / Peter Girovský, Jaroslava Žilková, Viera Sedláková - 2014. In: EE : Časopis pre elektrotechniku a energetiku. Roč. 20, č. 6 (2014), ISSN 1335-2547
ADF	Simulácia lakovacieho robota/ Peter Girovský, Tomáš Gnevek. In: Strojárstvo extra. - ISSN 1335-2938
ADF	Robotické rameno ovládané pomocou dátovej rukavice/ Peter Girovský, Radovan Sivý, Matúš Kundrát. In: Strojárstvo extra. - ISSN 1335-2938
AFC	Kyslan, Karol (40%); Ďurovský, František (40%); Fedák, Viliam (20%); Ambrozic, Vanja (0%); Ban, Drago (0%): Novel Dynamometer Torque Control for Dynamic Emulator. 2013 Zagreb : KoREMA, 2013 : ISBN 978-953-56937-8-9 ISSN 1339-3944
AED	Girovský, Peter (50%); Žilková, Jaroslava (49%); Kollárik, Marek (1%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Fuzzy ABS systém vozidla. 2013 Košice : FEI TU, 2013 : ISBN 978-80-553-1440-2
AED	Girovský, Peter (99%); Bašista, Jakub (1%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Master-Slave riadnie[!] servomotorov stavebnice Bioloid. 2013 Košice : FEI TU, 2013 : ISBN 978-80-553-1440-2
AED	Žilková, Jaroslava (45%); Girovský, Peter (50%); Vacek, Marek (5%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Vektorové riadenie SMPM. 2013 Košice : FEI TU, 2013 : ISBN 978-80-553-1440-2
AED	Vacek, Marek (30%); Žilková, Jaroslava (40%); Lacko, Milan (30%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Vytvorenie 3D modelu robota a jeho ovládacieho prostredia pre MATLAB. 2013 Košice : FEI TU, 2013 : ISBN 978-80-553-1440-2
AED	Lacko, Milan (70%); Vacek, Marek (30%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): OrCAD PSpice – model výkonovej diódy. 2013 Košice : FEI TU, 2013 : ISBN 978-80-553-1440-2
ADM	Fedák, Viliam (50%); Bačík, Ján ml. (50%): Hardware Design for State Vector Identification of a Small Helicopter Model. 2013 ISSN 1660-9336
AFC	Fedák, Viliam (50%); Sivý, Radovan (40%); Keusch, Peter (10%): Multi-motor drive control system for robotic applications developed in MATLAB GUI environment. 2013 Miskolc : University of Miskolc, 2013 : ISBN 978-963-358-018-9
AFC	Magura, Daniel (40%); Fedák, Viliam (50%); Keusch, Peter (10%): Physical model of a continuous production line for learning algorithms of multi-motor drive control. 2013 Miskolc : University of Miskolc, 2013 : ISBN 978-963-358-018-9
AFC	Ismeal, Godem Ali M. (10%); Fedák, Viliam (90%): Optimisation of cascade PID controller for DC drives using genetic algorithms. 2013 Miskolc : University of Miskolc, 2013 : ISBN 978-963-358-018-9
AFC	Fedák, Viliam (80%); Üveges, Róbert (10%); Ismeal, Godem Ali M. (10%): 3D model of an industrial robot of the SF-25 SEF-roboter type with simulation in simmechanics environment. 2013 Miskolc : University of Miskolc, 2013 : ISBN 978-963-358-018-9
AFC	Fedák, Viliam (90%); Magura, Daniel (10%); Ambrozic, Vanja (0%); Ban, Drago (0%): Teaching Algorithms of Multi-Motor Drive Control on a Physical Model using Real Industrial Equipment. 2013 Zagreb : KoREMA, 2013 : ISBN 978-953-56937-8-9 ISSN 1339-3944
AFC	Ismeal, Godem Ali M. (10%); Fedák, Viliam (90%); Ambrozic, Vanja (0%); Ban, Drago (0%): System Identification and PID Controller Optimization using Genetic Algorithms. 2013 Zagreb : KoREMA, 2013 : ISBN 978-953-56937-8-9 ISSN 1339-3944
AFD	Fedák, Viliam (70%); Sivý, Radovan (20%); Keusch, Peter (10%); Baláž, Vladimír (0%); Daneshjo, Naqib (0%): Komunikácia s inteligentným servopohonom Dynamixel z prostredia programu MATLAB. 2013 Košice : TU, 2013 : ISBN 978-80-553-1330-6
AFD	Fedák, Viliam (90%); Gelvanič, Z. (10%): Learning Vibration Phenomena of Rotating Systems by Experimentation on Virtual Model. 2013 Danvers : IEEE, 2013 : ISBN 987-1-4799-2161-4
AFC	Ismeal, Godem A. (15%); Fedák, Viliam (85%): Overview of control algorithms for DC motor drive as a basis for development of GUI in MATLAB. 2012 Miskolc : Miskolci Egyetem, 2012 : ISBN 978-963-661-773-8
AED	Lacko, Milan (50%); Girovský, Peter (50%); Kocur, Dušan (0%); Levický, Dušan (0%): Simulácia meničových systémov v prostredí OrCAD/PSpice a MATLAB/Simulink. 2012 Košice : FEI TU, 2012 : ISBN 978-80-553-0890-6
ABC	Fedák, Viliam (70%); Balogh, Tibor (20%); Záskalický, Pavel (10%): Dynamic Simulation of Electrical Machines and Drive Systems Using MATLAB GUI. 2012 Rijeka : InTech, 2012 : ISBN 978-953-51-0750-7
ADE	Fedák, Viliam (50%); Bačík, Ján ml. (50%): Hardware Design for State Vector Identification of a Small Helicopter Model. 2013 ISSN 1660-9336
ADF	Fedák, Viliam (50%); Bačík, Ján ml. (50%): Využitie vývojového grafického prostredia LabView pre efektívny návrh algoritmov senzorického subsystému malej bezpilotnej helikoptéry. 2013 ISSN 1336-5010
ADF	Kyslan, Karol (50%); Lacko, Milan (25%); Ďurovský, František (25%): Využitie systému RT-LAB pri výskume regulovaných pohonov. 2013 ISSN 1335-2547
ADF	Kyslan, Karol (75%); Ďurovský, František (25%): Riadenie dynamometra pomocou simulátora OP 5600. 2014 ISSN 1335-2237
AED	Kyslan, Karol (50%); Ďurovský, František (50%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): Position controller for permanent magnet DC machine. 2014 Košice : TU, 2014 : ISBN 978-80-553-1704-5
AFC	Ismeal, Godem Ali M. (5%); Fedák, Viliam (50%); Kyslan, Karol (45%): System identification by the least squares method applied to a PM DC motor. 2014 Miskolc : University of Miskolc, 2014 : ISBN 978-963-358-051-6
AFC	Kyslan, Karol (50%); Kušnír, Emil (5%); Fedák, Viliam (15%); Lacko, Milan (15%); Ďurovský, František (15%): Dynamic Emulation of Mechanical Loads with Backlash Based on Rapid Control Prototyping. 2014 [Ankara : Gazi University], 2014 : ISBN 978-146731971-3
ABC	Fedák, Viliam (75%); Ďurovský, František (20%); Üveges, Róbert (5%): Analysis of Robotic System Motion in SimMechanics and MATLAB GUI Environment. 2014 Rijeka : Intech, 2014 : ISBN 978-953-51-1719-3
ADM	Ján, Fetyko (5%); Jaromír, Jezný (5%); Üveges, Róbert (5%); Fedák, Viliam (85%): Development of Motion Control of Legs in Six-Legged Robotic Vehicle. 2014 ISSN 1660-9336
AFC	Fetyko, Ján (1%); Jezný, Jaromír (1%); Üveges, Róbert (3%); Fedák, Viliam (95%): Control Strategy Principles of Leg Motion Control in a Six-Legged Robotic Vehicle. 2014 Miskolc : University of Miskolc, 2014 : ISBN 978-963-358-051-6
AFD	ISMEAL Ali M. Godem - KYSLAN Karol - FEDÁK Viliam: CAD of Cascade Controllers for DC Drives Using Genetic Algorithm Methods. Procedia Engineering, Vol. 96, (Modelling of Mechanical and Mechatronic Systems), 2014, pp. 182–189, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705814031993
AFD	MAGURA Daniel - FEDÁK Viliam - KYSLAN Karol: Modeling and analysis of multi-motor drive properties in a web processing continuous line. Procedia Engineering, Vol. 96 (Modelling of Mechanical and Mechatronic Systems), 2014, Pages 281–288
AFC	ISMEAL Godem A. - KYSLAN Karol - FEDÁK Viliam: System Identification Based on Recurrent Neural Networks. Mechatronika 2014. International conference, Brno, 3-5 Dec. 2014
AED	Lacko, Milan (75%); Girovský, Peter (25%); Kocur, Dušan (0%); Pietriková, Alena (0%): OrCAD PSpice – model výkonového MOSFET tranzistora. 2014 Košice : TU, 2014 : ISBN 978-80-553-1704-5
ADM	Šlapák, Viktor (45%); Bačík, Ján ml. (5%); Pajkoš, Michal (10%); Lacko, Milan (40%): Autonomous Parking of Small Vehicle. 2014 2013 : ISBN 978-3-03835-202-0 ISSN 1660-9336
ADM	Pajkoš, Michal (20%); Šlapák, Viktor (20%); Sivý, Radovan (10%); Ďurovský, František (50%): Measurement of Transmission Nonlinearities in Servodrives. 2014 ISBN 978-3-03835-202-0 ISSN 1660-9336

Iné výstupy (napr. e-learning, webové stránky, virtuálne laboratórium, školenia, kurzy, workshop a pod.)

Názov výstupu	Opis výstupu	Link
Webová stránka projektu	Webová stránka projektu obsahujca základné informácie o cieľoch projektu, riešiteľskom kolektíve, podporených aktivitách...atď.	http://andromeda.fei.tuke.sk/kega_042/index.html
Noc výskumníkov - propagácia	Dňa 27.09.2013 sa uskutočnil festival vedy - Noc Výskumníkov. Naša katedra sa zúčastnila tohto propagačného vedecko - populárneho podujatia, kde boli prezentované najmä výsledky z riešenia tohto projektu.	foto z akcie v prílohe a na web stránke projektu
Detská univerzita 2013 - propagácia	V letných mesiacoch v dvoch týždenných turnusoch (8.7. - 12.7. a 15.7. - 19.7.) prebiehala Detská univerzita na TU Košice. Do tohto projektu bolo zapojené aj naše pracovisko. Žiaci základných škôl 1. stupeňa a 2. stupňa mali možnosť vidieť a vyškúšať si rôzne prípravky, zajazdiť si na zhotovenom elektromobile. Taktiež absolvovali krátku prednášku o elektromobilite	foto z akcie v prílohe a na web stránke projektu
Autosalón Michalovce 2013	V dňoch 7.-8.11.2013 sa konal autosalón v Michalovciach. Naše pracovisko sa zúčastnilo tohto autosalónu, kde bolo predvádzané elektrovozidlo pripravené na súťaž Bosch Elektromobile Race.	foto z akcie v prílohe a na web stránke projektu
Účasť na súťaži "Na komín"	V dňoch 3.-4. októbra 2014 sa tím z Katedry elektrotechniky a mechatroniky FEI zúčastnil súťaže nazvanej „Na komín“, ktorú organizovala spoločnosť T-Systems v spolupráci so združením IT Valley a spoločnosťou SPINEA Technologies. Cieľom súťaže bolo navrhnúť a zostrojiť autonómneho robota schopného vyliezť na komín v areáli CASSOVAR Business Center v Košiciach	foto z akcie v prílohe a na web stránke projektu
Noc výskumníkov - propagácia	Dňa 26.09.2014 sa uskutočnil festival vedy - Noc Výskumníkov. Naša katedra sa zúčastnila tohto propagačného vedecko - populárneho podujatia, kde boli prezentované najmä výsledky z riešenia tohto projektu.	foto z akcie v prílohe a na web stránke projektu
Detská univerzita 2014 - propagácia	V letných mesiacoch v dvoch týždenných turnusoch (7.7. - 11.7. a 14.7. - 18.7.) prebiehala Detská univerzita na TU Košice. Do tohto projektu bolo zapojené aj naše pracovisko. Žiaci základných škôl 1. stupeňa a 2. stupňa mali možnosť vidieť a vyškúšať si rôzne prípravky, zajazdiť si na zhotovenom elektromobile. Taktiež absolvovali krátku prednášku o elektrovozidlách.	foto z akcie v prílohe a na web stránke projektu

Záverečné hodnotenie príslušnej komisie KEGA

Splnil ciele výborne.