Презентация - "Презентация по технологии "Системы автоматического управления. Робототехника" 6 класс"

Системы автоматического управления. Робототехника
Урок технологии 6 класс
Презентацию подготовила учитель технологии
МБОУ «Многопрофильного лицея №37 НМР РТ»
Неизвестная Светлана Николаевна

Система автоматического управления
Система автоматического управления (САУ) — это комплекс средств микропроцессорной и вычислительной техники, осуществляющей автоматическое управление оборудованием какого-либо технологического процесса (без участия производственного персонала).
Система автоматического управления, как правило, состоит из двух основных элементов: объекта управления и управляющего устройства.

Системы автоматического управления классифицируют по следующим признакам:

1. По цели управления различают:


системы автоматического регулирования (САР)
а
системы экстремального регулирования (СЭР)

б
системы экстремального регулирования (СЭР)

в

а) системы автоматического регулирования (САР):
системы автоматической стабилизации (поддерживают например, постоянную температуру в холодильнике);
системы программного регулирования (следят за тем, например, чтобы цвета светофора менялись через определённое время);
следящие системы срабатывают только тогда, когда это необходимо (например, шлюзы водоёма открываются и выпускают воду тогда, когда уровень воды достигает критического уровня в сезон дождей);

б) системы экстремального регулирования (СЭР), которые реагируют на минимальное или максимальное значение какого-то критерия (например, если в квартире одновременно включают микроволновую печь, тостер и электрический чайник, то электричество автоматически отключается);
в) адаптивные системы автоматического регулирования (ACAP) обеспечивают спокойное функционирование системы при изменении внешних воздействий в широких пределах (например, автопилот самолета удерживает заданный курс при изменении погодных условий за бортом самолёта).

2. По виду информации в управляющем устройстве различают:
— замкнутые САУ, в которых управляющее воздействие зависит от характера сигнала обратной связи;
— разомкнутые САУ, не имеющие обратной связи и не реагирующие на качество получаемого результата (например, автоматическая система полива газона или таймер).

Примерами объектов, имеющих системы автоматического управления, являются автоматы (торговые, музыкальные, игровые), телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, телефоны, автомобили и др.

Робототехника
Развитие автоматизации привело к созданию в XX в. робототехники.
Робототехника — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства.
Робототехника опирается на такие дисциплины, как механика, информатика, электротехника, электроника и др. Существует робототехника промышленная, строительная, космическая, авиационная, военная, подводная, бытовая и др.
Главным объектом робототехники является робот — автоматическая машина.

Различают два основных класса роботов.
1
2
Манипуляционные роботы
Мобильные роботы 

Манипуляционные роботы — автоматические машины, корпус которых жестко прикреплен к полу, стене или потолку цеха, для работы чаще всего в машиностроительном или приборостроительном производстве. Они имеют исполнительные устройства — манипуляторы (конечности), способные перемещаться в нескольких направлениях, и устройство программного управления, которое управляет роботом.

Мобильные роботы — автоматические машины, которые могут перемещаться по поверхности. Такие роботы (имеющие автоматически управляемые приводы) могут быть колёсными, гусеничными, шагающими, ползающими, плавающими и летающими. Первым восьмиколесным автоматическим планетоходом, передвигавшимся по поверхности Луны, было устройство «Луноход-1», сделанное в нашей стране и доставленное на Луну в 1970 г. 

С момента возникновения робототехники учёные пытаются создать робота, похожего на человека, робота-андроида. Оказалось, что робот, шагающий на двух «ногах» (скорость ходьбы до 2,7 км/ч, время работы 1 ч), с трудом может сохранять равновесие. Тем не менее сейчас уже созданы экспериментальные образцы роботов, способных не только идти по ровной поверхности, но и выполнять другие движения.

Промышленные роботы применяются на крупных предприятиях для перемещения предметов производства и выполнения технологических операций: сварки, сверления, шлифования, полировки, окраски, сборки и др. (рис. 19). Промышленный робот имеет один или несколько манипуляторов, совершающих поступательное и вращательное движения и способных удерживать рабочие инструменты.

Транспортные роботы
служат для транспортировки грузов и загрузки оборудования в автоматизированном производстве.

Бытовые роботы
предназначены для помощи человеку в повседневной жизни. Сейчас такие роботы ещё мало распространены, но учёные предполагают их широкое внедрение в будущем. В настоящее время успешно применяются роботы-пылесосы, роботы для очистки бассейнов, роботы-уборщики, роботы для очистки водосточных желобов на крышах домов и др.

Боевые (военные) роботы — это устройства автоматики, заменяющие человека в боевых ситуациях для сохранения человеческой жизни или для работы в условиях, несовместимых с возможностями человека: разведка, боевые действия, разминирование и т. п.

Социальный робот —
машина, способная в автономном или полуавтономном режиме взаимодействовать и общаться с людьми в общественных местах или дома. Это роботы — няни и сиделки, помощники инвалидов, дворецкие, учителя и др.

 Сельскохозяйственные роботы
используются в сельском хозяйстве при обработке земли, поливе, уборке урожая, стрижке овец и др.

 Медицинские (хирургические) роботы 
в последние годы успешно применяются при проведении операций на людях.

Примерами летающих роботов являются активно распространяющиеся в наше время беспилотные летательные аппараты.
Плавающие роботы повторяют движения рыб или медуз. 

Роботы-игрушки широко производятся промышленностью разных стран и пользуются большой популярностью у детей разных возрастов 

Системы управления роботами

В зависимости от системы управления роботы подразделяют на три типа:


1
2
3
Автоматические роботы
Биотехнические роботы
Интерактивные роботы

Автоматические роботы:

программные роботы выполняют действия по жёсткой программе, заложенной в память запоминающего устройства;
адаптивные роботы имеют сенсорные датчики, сигналы от которых поступают в систему управления, система управления анализирует сигналы и принимает решение о дальнейших действиях робота;
интеллектуальные роботы (роботы с элементами искусственного интеллекта) способны с помощью сенсорных устройств самостоятельно распознавать обстановку и автоматически принимать решение о дальнейших действиях, а также самообучаться по мере накопления собственного опыта деятельности.
 

Биотехнические роботы:

человек-оператор дистанционно задаёт с командного устройства необходимое движение, а робот повторяет или копирует его.
 

Интерактивные роботы:

автоматизированные роботы, чередующие автоматические режимы управления с биотехническими;
супервизорные — роботы, выполняющие автоматически все этапы заданного цикла операций, но осуществляющие переход от одного этапа к другому по команде человека-оператора;
диалоговые роботы способны взаимодействовать с человеком-оператором, используя язык того или иного уровня (включая подачу текстовых или голосовых команд и ответные сообщения робота).

Знакомимся с профессиями
Программист — специалист, занимающийся проектированием, разработкой, производством программного обеспечения как промышленной продукции, удовлетворяющей заданным функциональным, конструктивным и технологическим требованиям. Результатом его деятельности является программное обеспечение. В связи со значительным распространением в современном обществе вычислительной техники потребность в профессиональных программистах постоянно растёт.

Интерактивные роботы:

автоматизированные роботы, чередующие автоматические режимы управления с биотехническими;
супервизорные — роботы, выполняющие автоматически все этапы заданного цикла операций, но осуществляющие переход от одного этапа к другому по команде человека-оператора;
диалоговые роботы способны взаимодействовать с человеком-оператором, используя язык того или иного уровня (включая подачу текстовых или голосовых команд и ответные сообщения робота).

Практическая работа №4