Kibernetsko fizički sistemi

Cilj ovog kursa je da studenti steknu znanja i veštine u projektovanju i implementaciji kibernetsko fizičkih sistema kroz iskustvo u ko-dizajnu mehaničkog o upravljačkog podsistema.

Nakon uspešnog završetka ovog kursa, studenti su sposobni da:
– Projektuju kibernetsko fizičke sisteme kroz dodavanje komunikacionih i proračunskih sposobnosti mehaničkim uređajima;
– Implementiraju pametne i konvencionalne senzore i aktuatore u različitim sistemima;
– Projektuju namenske upravljačke sisteme zasnovane na mikrokontrolerima;
– Razumeju osnovne principe upravljanja kretanjem i implementiraju upravljanje keretanjem u različitim zadacima.

Teorijska nastava

– Uvod u kibernetsko fizičke sisteme
– Mikrokontroleri: arhitektura (zasnovana na 8-bit PIC i 32-bit ARM (Cortex-M3)); komponente: digitalni ulazi/izlazi, tajmeri, ADC, DAC, PWM, serijski interfejsi (USART, SPI, I2C, CAN); proramiranje: od C -a do asemblera, interapti, interapt servis rutine
– Senzori: apsolutni i inkrementalni enkoderi (obrtni i linijski), merne trake, senzori sile, merenje distance (LVDT, laserski interfereometri), akcelerometri, žiroskopi, jedinice za merenje inercije, termo parovi, RFID, sistemi veštačkog gledanja
– Osnove digitalne obrade signala: teorema odabiranja, Furijeova transformacija, diskretna Furijeova transformacija, kratkotrajna Furijeova transformacija, filtriranje signala, kreiranje FIR filtera, konvolucija
– Aktuatori: Koračni motori, servo motori, pneumatski i hidraučični aktuatori
– Upravljanje kretanjem: arhitektura CNC sistema sa naglaskom na NC jezgro (interpreter, upravljanje ubrzanjem/usporenjem, inerpolator), osnove interpolacije
– Projektovanje pametnih senzora i aktuatora
– Proizvodni resursi kao kibernetsko fizički sistemi; kibernetsko fizički sistemi kao osnova za sisteme za izvršavanje proizvodnje i planiranje resursa

Praktična nastava

1. Laboratorijske vežbe:

PL1: Osnove programiranja mikrokontrolera: digitalni ulazi/izlazi, ADC PL2: Programiranje mikrokontrolera: serijski interfejsi
PL3: Programiranje mikrokontrolera: DAC
PL4: Programiranje mikrokontrolera: PWM i interapti
PL5: Osnove digitalne obrade signala: kreiranje digitalnih filtera PL6: Programiranje mikrokontrolera: implementacija FIR filtera

2. Projektni zadatak:

Projektovanje i fizička realizacija pametnog senzora i aktuatora