VIZSGAKÉRDÉSEK (lista)

 

ROBOTOK IRÁNYÍTÁSA

 

1.      Pozíció, orientáció, homogén transzformáció. Robot transzformációs gráfja. A robot  homogén transzformációjának meghatározása összetett rendszer (pl. munkaasztal, tárgy, előírt megfogási helyzet, kamera, robot) esetén.

2.      A Denavit-Hartenberg alak értelmezése (paraméterek és magyarázó rajz). A szomszédos szegmensek közötti  kifejezése a paraméterekkel, szorzat és eredő alak.

3.      A Stanford robot csuklóképlete, vázlata, a koordináta rendszerek megválasztása a Denavit-Hartenberg konvenció szerint, a Denavit-Hartenberg paraméterek meghatározása a koordináta rendszerekből.

4.      A direkt és az inverz geometriai feladat megoldása egyszerű robotok esetén (pl. SCARA RRTR robot vagy egyenes mentén előírt orientációval mozgó síkbeli RRR robot esetén).

5.      Robot  pozícionáló részének felírása adott Denavit-Hartenberg paraméterek esetén. Az inverz pozícionáló feladat megoldása.

6.      Robot  orientáló részének felírása adott Denavit-Hartenberg paraméterek esetén. Az inverz orientáló feladat megoldása.

7.      Az orientáció jellemzése Euler-szögekkel, a direkt Euler feladat. Az inverz orientációs feladat megoldása Euler-szögek esetén. Alkalmazási lehetőségek a robotikában.

8.      Az orientáció jelemzése RPY (roll, pitch, yaw) szögekkel. Az inverz orientációs feladat megoldása RPY-szögek esetén. Alkalmazási lehetőségek a robotikában.

9.      Az orientáció jellemzése általános irányú tengely () körüli forgatással (). A Rodrigues-képlet és mátrixa. Az inverz Rodrigues feladat megoldása. Alkalmazási lehetőségek a robotikában.

10.  A pozícionáló és orientáló részfeladatra bontás elve egy ponton átmenő utolsó három rotációs csukló esetén: kiindulási feladat, a levezetés elve, algoritmus.

11.  A parciális sebesség és szögsebesség számítása rotációs és transzlációs csukló esetén. A Jacobi mátrix számítása a parciális sebességekből és szögsebességekből.

12.  Pozíció, sebesség és gyorsulás algoritmus.  számítása redundáns szabadságfokok esetén.

13.  A Jacobi mátrix számítása 2-szabadságfokú robotkar esetén. A sebesség algoritmus alakja előírt sebesség ( közül a megválasztható kettő) és m=2 szabadságfokú robotkar esetén.

14.  A Lagrange-egyenlet alakja robotok esetén. A csuklónyomaték (erő) felbontása effektív és csatoló inerciára; centripetális, Coriolis- és gravitációs hatásra. Kapcsolat  és között, valamint  és  között (deriváltakkal kifejezett szimbólikus alakok). Kapcsolat az effektív és csatoló inerciák és a robot kinetikus energiája között.

15.  A csuklónyomaték (erő) függése a kinematikai mennyiségektől (), tömegtől, tehetetlenségi nyomatéktól, tömegközépponttól és a gravitációs tértől (). A gravitációs tér hatásának számítása: a kiindulási feladat megfogalmazása, a levezetés elve, algoritmus a gravitációs hatás számítására.

16.  A pályatervezés elve folytonos gyorsulás esetén megállítás nélkül egy skalárváltozóban. Feltételek az interpolációs feladat megoldásához. Magyarázó rajz.

17.  Pályatervezési algoritmus csuklókoordinátákban conveyor nélküli esetben.

18.  Pályatervezési algoritmus Descartes koordinátákban (pozícióban és Euler-szögekben) conveyor nélküli esetben.

19.  Robot transzformációs gráfja. Alkalmazás a pályatervezésben a  alak levezetésére (pl. tárgy megközelítése conveyor és kamera esetén, furat megközelítése tárggyal).

20.  Csuklónként önálló háromhurkos (pozíció, sebesség és áram) kaszkád szabályozás hatásvázlata egyenáramú motor esetén. Az áram, sebesség és pozíció hurok szabályozóinak tervezése.

21.  A kiszámított nyomatékok módszere (nemlineáris szétcsatolás a csuklók terében). Az algoritmus centralizált és decentralizált részei. A decentralizált rész szabályozó paramétereinek megválasztása. A paraméter bizonytalanságok hatása.

22.  RMAC irányítás összefüggései Descartes koordinátákban történő szabályozás esetén: pozíció és orientáció hiba számítása, referencia modell, algoritmus.

23.  A csúszó szabályozás (sliding control) elve egybemenetű és egykimenetű (SISO) rendszer esetén. A szabályozási algoritmus alakja  rendszert feltételezve, kapcsolási sáv nélkül, arányos és integráló szabályozások esetén.

24.  Erő és nyomaték áthelyezése tetszőleges keretből egy másikba (pl. az erő/nyomaték érzékelőből a megfogóba vagy a kontaktuspontba). Erő és nyomaték kifejezése különböző bázisokban a vonatkoztatási pont megtartása mellett. Összefüggés a csuklónyomaték (erő) és a megfogóban ható statikus erő és nyomaték között. Az összefüggés levezetése.

25.  A robot mozgásegyenlete Descartes koordinátákban. A szabad mozgás nemlineáris szétcsatolása. A hibrid pozíció/erő irányítási algoritmus (operációs tér módszer). Pozíció/erő és orientáció/nyomaték specifikációs mátrixok, speciális keretek, általánosított feladatspecifikációs mátrixok. Az irányítási algoritmus decentralizált és centralizált részei, az algoritmus implementálásra alkalmas alakja.

26.  Az önhangoló adaptív irányítás elvi sémája. A Slotine-Li módszer elve, referencia jele, irányítási törvénye, Ljapunov-függvénye (V) és deriváltja (), adaptációs törvénye.

27.  A Puma 560 robot irányító rendszerenek blokkvázlata. Az ARPS robot- programozási nyelv: elvi blokkvázlat, rendszer koncepció, a pozíció és orientáció definiálási elve. Palettázási feladat és a palettázó program megvalósítása ARPS nyelven.