کارگاه آموزشی هوشمندسازی ربات ها

1

کارگاه آموزشی هوشمندسازی ربات ها

:عناوین

اجزای یک سیستم هوشمند

آشنایی با هوش مصنوعی

آشنایی با کنترل اتوماتیک

مهارت های مورد نیاز برایهوشمندسازی

2

اجزای سخت افزاری(حسگرهاSensors)

حسگرهای موقعیت، سرعت، شتاب، فشار، دما، رطوبت، دوربین های دید مرئی، حرارتی، رادارها، انواع سنسورها جهت یابی و ...

(عملگرهاActuators)انواع موتورهای الکتریکی، ترمودینامیکی، شیرها،

کلیدها(پردازشگرProcessor)

کامپیوترها، میکروکنترلرها و کیتهای پردازشگر

اجزای یک سیستم [3] هوشمند

اجزای نرم افزاری(الگوریتم هوش مصنوعیArtificial

Intelligence)

(Sensorحسگر) واحدی سخت افزاری که اطالعات مشخصی از محیط

دریافت کرده و آن را نمایش داده و یا به پردازشگر گزارش می دهد.

4

انواع حسگرهاحسگرهای ساده:

آنالوگ: اطالعات پیوسته گزارش می دهد و ....حسگر فاصله، ارتفاع، شتاب، فشار، دما، رطوبت

دیجیتال: اطالعات گسسته را گزارش می دهد و ...Limit Switchانکودر،

:آرایه های دو یا چندبعدی از حسگرهای چند بعدیحسگرهای ساده

دوربین های دید مرئی، حرارتی، دید در شب و ... :ترکیب و آمیزش چند حسگر ساده حسگرهای مرکب

آنالوگسنسورها جهت یابی، موقعیت یابی و ...

اجزای یک سیستم [] هوشمند

IMU

Camera

(Actuatorعملگر)

که با مصرف انرژی تغییری متناسب با واحدی سخت افزاری فرمان ورودی در وضعیت ماشین و یا محیط ایجاد می کند.

5

انواع عملگرها

عملگرهای دیجیتال:شیرها و کلیدهای قطع و وصل و ...

عملگرهای آنالوگ:انواع موتورهای الکتریکی، ترمودینامیکی)موتور احتراق

داخلی، موتور جت و ...(، هیدرولیکی و پنوماتیکی و ...

اجزای یک سیستم [] هوشمند

(Processorپردازشگر)

واحد انجام عملیات های منطقی و ریاضی که به حافظه کوتاهمدت و بلند مدت دسترسی دارد و دارای درگاه های ورودی و

خروجی برای ارتباط با حسگرها و عملگرها می باشد. )الگوریتم هوش مصنوعی یک سیستم هوشمند بر روی

پردازشگر سیستم سوار می شود.(

6

انواع پردازشگرهاپردازشگرهای میکروکنترلر و کیت های پردازشگر :

بدون سیستم عامل: قدرت پردازش پایین تر- حجم ، وزن و مصرف انرژی کمتر – ویژگی ها

کاربری نسبتا مشکل ، و ...ARM ، AVR ، PIC انواع:

پردازشگرهای دارای سیستم عاملکامپیوترها : : قدرت پردازش باالتر- حجم ، وزن و مصرف انرژی کمتر – ویژگی ها

کاربری نسبتا آسانLaptop، \Desktop PC، Industrial PC، Palm انواع:

اجزای یک سیستم [] هوشمند

(Artificial Intelligenceهوش مصنوعی) شاخه ای از علوم کامپیوتری است که به هوشمندسازی

ماشین ها می پردازد.

چن[د( هوشمندس:ازی: )ی[ا ی[ک ب[ه ماش[ین تجه[یز مع[نی ب[ه ش[ده پردازش[گر نویس[ی ب[ا برنام[ه ک[ه و حس[گرهااس[ت

در ارتب[اط باش[د و این برنام[ه بتوان[د ب[ا اس[تفاده از عملگره[احس[گرها) ش[ده پ[ردازش تحری[ک Perceptionاطالع[[ات ،)( کن[د ک[ه در Planningعملگره[ا را ب[ه گون[ه ای برنام[ه ری[زی)

( آن بیش[ترین م[وفقیت ممکن Actionنه[ایت ماش[ین ب[ا انج[ام)را در رسیدن به اهداف)کیفی( خود کسب کند.

7

(Autonomous Robotربات خودکار) رباتی که بدون کمک گرفتن)مداوم( از انسان می تواند یک

)معموال این ربات ها دارای ماموریت مشخص را انجام دهد. رفتار فیزیکی قابل مشاهده هستند.(

ربات خودکار یک ماشین دارای هوش مصنوعی است که اهداف و یا ماموریت های آن توسط انسان تعریف می شود مانند ربات های

کاوشگر و ربات های نظافت کننده آشنایی با هوش [] مصنوعی

آشنایی با هوش [8] مصنوعی

Sensors

Actuators

Processor

AI: Artificial Intelligence Perception

Where is Goal?

Planning (A Logical Algorithm)If Goal is in Left side , then Turn Left If Goal is in Right side , then Turn Right

ActionControl Robot to Turn Left/Right

هوشمندسازی

آشنایی با هوش [9] مصنوعی

Sensors Raw dataهوش مصنوعی

Perception(Image Processing, Sensor Fusion)

Planning

Action/Behavior Execution

Actuator Commands

Actions

Reasoning system(Logical/Fuzzy/Probabilistic/

statistical)

Controllers

Knowledge(certain/uncertain)

آشنایی با کنترل [10] اتوماتیک

(Automatic Controlکنترل اتوماتیک) ،با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده از حسگرها

عملگرهای مربوطه را به اندازه ای تحریک کنیم که کمیت های کنترلی به مقدار مطلوب خود برسند.

ارتباط بین مقادیر حسگرهاو اندازه تحریک عملگرهابا روابط ریاضی بیان می شود. )(SensorsfActuators

Vdt

dmmaF

مدل ریاضی سیستم کنترلی استخراج معادالت حرکت با استفاده از قوانین مکانیک

نیوتونی

mF

آشنایی با کنترل [11] اتوماتیک

(P:Proportionalکنترلر تناسبی) ساده ترین و ضروری ترین کنترل کننده است که اندازه

مقدار تحریک عملگر)خروجی کنترلی( را متناسب با خطای حسگرها نسبت به مقدار مطلوب آن)ورودی کنترلی( اعمال می کند

Vdt

dmmaF mF

کنترلر تناسبی برای کنترل سرعت یک جسم از طریق اعمال نیرو

)1()(

)(,:

0

)(

0

tm

K

desired

ttV

desireddesired

desireddesired

eVtV

dtm

K

VV

dVdt

m

K

VV

dV

VVKVdt

dmerrKFVVerrError

مهارت های تئوری

آشنایی با علوم کامپیوتری و مبحث طراحی الگوریتمطراحی فلوچارت و الگوریتم

آشنایی با مبحث هوش مصنوعی(طراحی الگوریتم های استدالل منطقیLogical

Reasoning) طراحی الگوریتم های منطق فازی، احتماالتی و

آماریآشنایی با مبحث کنترل

کنترل کننده های خطیP، PD و PIDآشنایی مقدماتی با مبحث الکترونیک

شناخت عملکرد انواع المان های الکترونیکیشناخت انواع سیگنالهای ارتباطی دیجیتال و آنالوگ

مهارت های مورد نیاز برای [12] هوشمندسازی

مهارت های مورد نیاز برای [13] هوشمندسازی

مهارت های عملیمهارت های برنامه نویسی

های به زبان C و Basic برای کار با میکرو کنترلرها به زبان هایC# ، VB.Net و یا Visual C و ++Delphi برای کار با

کامپیوترمهارت برنامه نویسی سخت افزار

، Ports ، Keyboardنحوه کار با ورودی و خروجی ها )Monitor)

مهارت های مکاترونیکآشنایی با انواع حسگرها و عملگر آشنایی با بردهای الکترونیک از دید وروی-خروجی مانند

(بردهای ورودی و خروجیI/O(و دریافت اطالعات )DAQ: Data Acquisition)

(بردهای کنترل حرکت موتور Motion Controller) کار با انواع میکروکنترلرهایARM، AVR و PIC

14

پایان کارگاه آموزشی هوشمندسازی ربات ها

خسته نباشید