Катаев М.Ю. УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА-1. Компетенции ОК-3 ПК-2, 5, 6, 7 («способность собирать, понимать, способен готовить презентации, научно-технические отчеты по

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Кафедра автоматизированных систем управления












УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА 1
Методические указания по проведению курсовой работы, практических занятий
и самостоятельной работе студентов всех форм обучения
для направления подготовки бакалавров
230100 Информатика и вычислительная техника





















2015





Катаев М.Ю.
УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА-1. Методические указания по проведению практических занятий и самостоятельной работе студентов всех форм обучения для направления подготовки бакалавров 230100 Информатика и вычислительная техника. – Томск: ТУСУР, 2015. – 9 с.


Составитель: профессор Катаев М.Ю.
Методические указания разработаны в соответствии с решением кафедры автоматизированных систем управления и утверждены на заседании кафедры автоматизированных систем управления 28 августа 2015 г., протокол № 1.





СОДЕРЖАНИЕ

13 TOC \o "1-3" \h \z \u 1413 LINK \l "_Toc433754479" 141 ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 13 PAGEREF _Toc433754479 \h 1441515
13 LINK \l "_Toc433754480" 142. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 13 PAGEREF _Toc433754480 \h 1461515
13 LINK \l "_Toc433754481" 142.1. Практический материал 13 PAGEREF _Toc433754481 \h 1461515
13 LINK \l "_Toc433754482" 142.2 Темы для самостоятельного изучения 13 PAGEREF _Toc433754482 \h 1461515
13 LINK \l "_Toc433754483" 142.3. Примерная тематика курсовых работ 13 PAGEREF _Toc433754483 \h 1461515
13 LINK \l "_Toc433754484" 142.4 Требования к содержанию и оформлению отчета по курсовой работе 13 PAGEREF _Toc433754484 \h 1471515
13 LINK \l "_Toc433754485" 143. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 13 PAGEREF _Toc433754485 \h 1491515
13 LINK \l "_Toc433754486" 143.1 Основная литература 13 PAGEREF _Toc433754486 \h 1491515
13 LINK \l "_Toc433754487" 143.2 Дополнительная литература 13 PAGEREF _Toc433754487 \h 1491515
13 LINK \l "_Toc433754488" 143.4 Лицензионное программное обеспечение 13 PAGEREF _Toc433754488 \h 1491515
13 LINK \l "_Toc433754489" 144. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 13 PAGEREF _Toc433754489 \h 1491515
15
1 ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Целью дисциплины «УИР-1» является подготовка будущего бакалавра к научно-технической и организационно-методической деятельности, связанной с разработкой робототехнических систем.
Задачи дисциплины:
сформировать навыки и умения связанные с проведением исследований: применять необходимые для построения моделей знания принципов действия и математического описания составных частей мехатронных и робототехнических систем (информационных и средств вычислительной техники);
реализовывать модели средствами вычислительной техники;
определять характеристики объектов профессиональной деятельности по разработанным моделям.
Воспитание у студента умения применять полученные знания при исследовании физических и технических задач, культуры мышления.
Развитие у студента математической культуры и интуиции. Привитие студенту навыков самостоятельной работы по изучении специальной математической и технической литературы.
Воспитание у студента умения разрабатывать и обосновывать математические модели разработки робототехнических систем.
Ознакомить студента с физико-техническими проблемами, требующими математического моделирования робототехнических систем. Сформировать у студента практические умения и навыки решения разработки и обоснование математических моделей робототехнических систем.
В результате изучения курса студенты должны свободно владеть математическим аппаратом разработки робототехнических систем.

Дисциплина «Учебно-исследовательская работа 1» (УИР 1), (Б3.В.ДВ.1) относится к числу дисциплин профессионального цикла (по выбору). Успешное овладение дисциплиной предполагает предварительные знания по дисциплинам: «Информатика», «Математика», и «Дискретная математика», а также навыки программирования на языках высокого уровня, а также математических пакетов Matlab, MathCAD.
Знания, полученные при изучении дисциплины «УИР 1», будут использованы студентами в следующих дисциплинах: «Вычислительная математика», «Методы оптимизации».

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Процесс изучения дисциплины «УИР-1» направлен на формирование следующих компетенций:
Процесс изучения дисциплины «Учебно-исследовательская работа 1» (УИР-1) направлен на формирование следующих компетенций:
Общекультурные компетенции (ОК):
Готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
Профессиональные компетенции (ПК):
Способен осваивать методики использования программных средств для решения практических задач (ПК-2);
Способен разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-5);
Способен обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);
Способен готовить презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях (ПК-7);
Способен готовить конспекты и проводить занятия по обучению сотрудников применению программно-методических комплексов, используемых на предприятии (ПК-8).
Способен работать с различными видами исходных данных о предметной области (ПСК-1).
Компетенции ОК-3; ПК-2, 5, 6, 7 («способность собирать, понимать, способен готовить презентации, научно-технические отчеты по результатам выполненной работы ») достигается при освоении теоретического материала при изучении тем для самостоятельного изучения (раздел 2.3).
Компетенции ОК-3, ПК-2, 5, 6, 7; ПСК-1 (способность составлять разрабатывать, решать, осуществлять, применять, использовать, способен работать с различными видами исходных данных ) обеспечиваются путем выполнения 3 заданий по практическим работам. Контроль выполнения проводится на практических занятиях при защите курсовых работ и отчетов по ним.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
–13 EQ \d\fo10()15основных архитектур устройств управления роботов;
–13 EQ \d\fo10()15основных синтаксических конструкций современных языков программирования
–13 EQ \d\fo10()15основных шаблонов проектирования высокоуровневого программного обеспечения, применяющихся для управления и моделирования;
–13 EQ \d\fo10()15основных алгоритмов управления движением мобильного робота;
Уметь:
–13 EQ \d\fo10()15анализировать архитектуры устройств управления роботов;
–13 EQ \d\fo10()15применять основные методы проектирования сложных систем программного обеспечения с использованием объектно-ориентированного подхода
–13 EQ \d\fo10()15создавать высокоуровневые алгоритмы моделирования и управления сложными,
Владеть:
–13 EQ \d\fo10()15навыками применения базовых алгоритмов управления мобильными роботами;
–13 EQ \d\fo10()15навыками работы в комплексных средах создания программного обеспечения;
–13 EQ \d\fo10()15навыками написания алгоритмов и на современных языках программирования;
–13 EQ \d\fo10()15навыками проектирования сложных систем с использованием объектно-ориентированного подхода;
– навыками программирования на языках высокого уровня, а также работы в математических пакетах Matlab, MathCAD.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Практический материал
№ п/п
Наименование практических занятий
Литература
ОК, ПК

1.
Разработка ПО для моделирования робототехнических систем.
1, 2, 3, 5


ОК-3,
ПК-2, 5, 6, 7, 8
ПСК-1

2.
Моделирование многоагентной системы мобильных роботов.
1, 2, 3, 4
ОК-3,
ПК-2, 5, 6, 7, 8
ПСК-1

3.
Алгоритмы управления движением робота.
1, 3, 5
ОК-3,
ПК-2, 5, 6, 7, 8
ПСК-1


2.2 Темы для самостоятельного изучения
Обзор программных продуктов робототехнических систем

Обзор программных продуктов управления движением роботов

Обзор методов, алгоритмов, систем искусственного интеллекта роботов

Литература 1, 2, 3, 4, 5
2.3. Примерная тематика курсовых работ
Литература 1, 2, 3, 4, 5
Стратегия управления движением мобильного робота по пересеченной местности и структура системы управления.
Алгоритм формирования программной траектории объезда препятствий.
Сервисные мобильные роботы.
Алгоритм расчета траектории по упрощенной модели динамики робота.
Кинематический алгоритм управления движением двуногого шагающего робота.
Мобильный робот, модель динамики движения, алгоритмы управления движением.
Алгоритмы управления движением и динамика мобильного манипуляционного робота.
Система моделирования игры роботов-футболистов и базовые алгоритмы управления игроками в игре, принципы управления движением роботов-игроков.
Алгоритмы управления движением двухприводного мобильного робота на основе нечеткой логики.
Синтез нечетких алгоритмов управления мобильным роботом.
Моделирование адаптивных алгоритмов управления траекторным движением манипуляционных роботов на параллельных вычислительных структурах.
Математическая модель движения двухколесного одноколейного робота на плоскости.
Алгоритмы управления движением манипулятора промышленного робота.
Алгоритмы группового управления роботами.
Алгоритмы коллективного распределения целей в группах роботов.
Алгоритмы управления роботом в двух режимах – режиме непрерывного движения по достаточно хорошей поверхности и в режиме прерывистого движения по мягкой поверхности или по лестнице.

Тема утверждается преподавателем и разрабатывается студентом самостоятельно. Во время практического занятия студент может получить индивидуальную консультацию по проблемам, возникшим на соответствующем этапе курсовой работы.
Контроль самостоятельной работы над курсовой работой осуществляется по следующей схеме.
1. Утверждение темы проекта
2. Утверждение задания на проектирование
3. Утверждение промежуточных отчётов .
2.4 Требования к содержанию и оформлению отчета по курсовой работе

При оформлении отчета по курсовой работе на персональном компьютере предъявляются следующие общие требования:
Общий объем машинописного текста, без приложений должен составлять не менее 25 страниц, текст отчета должен быть напечатан с интервалом 1,5 формата А4 размером 210(297 мм.
Все страницы, включая иллюстрации и приложения, нумеруются по порядку. Первой страницей считается титульный лист, на нем цифра «1» не ставится, на следующей странице проставляется цифра «2» и т.д. Порядковый номер печатается в центре верхнего поля страницы. Нумерация страниц должна быть сквозной от титульного листа до последнего листа текста, включая иллюстрации, таблицы, графики, диаграммы и т.д., расположенные внутри текста или после него, а также приложения.
Обязательными элементами отчета по курсовой работе являются: титульный лист; задание на выполнение научной работы; содержание; введение; основная часть документа; заключение; список использованных источников, приложение.
Титульный лист служит обложкой документа (пример оформления в приложении А). На титульном листе студент должен поставить инициалы и фамилии свои, руководителя курсового проекта. Вслед за титульным листом помещается содержание, в котором приводятся заголовки разделов, глав, параграфов и т.д. с указанием страниц всех частей отчета.
Содержание включает: введение, наименования всех глав разделов, подразделов, пунктов (если они имеют наименования), заключение, список использованных источников, приложения (при наличии). Строки оглавления заканчиваются указанием номеров страниц, на которых расположено начало соответствующей части документа.
Заголовок «Содержание» (с прописной буквы) размещают в центре строки (симметрично тексту). Наименования, включенные в содержание, записывают строчными буквами, начиная с прописной буквы. Содержание включается в общее количество страниц документа.
В разделе «Введение» отчета обязательно должны быть обоснованы актуальность, теоретическая и практическая значимость работы, сформулирована цель работы и перечислены задачи, решаемые для достижения поставленной цели. Объем введения, как правило, не превышает 1 – 2 страниц.
Основная часть, как правило, состоит из нескольких самостоятельных разделов, каждый из которых характеризуется логической завершенностью и при необходимости может делиться на подразделы и пункты (заголовок «Основная часть» в отчете не пишется!). В основной части содержится обзор рассматриваемой предметной области со ссылками на источники информации.
Рекомендуется в конце каждого раздела формулировать краткие выводы (1 – 2 абзаца) по данному разделу. Разделы основной части должны быть пронумерованы, начиная с первого (введение к отчету и заключение нумеруются!). Наибольший раздел не должен более чем в 2 – 3 раза, превышать наименьший.
В разделе «Заключение» формулируется основной результат курсового проекта и (по пунктам) выводы по результатам выполненной работы (как правило, 3 – 5 выводов). Объем заключения, как правило, не превышает 1 – 2 страниц.
Список использованных источников содержит библиографическое описание всех литературных источников, использованных в процессе выполнения УИР. Сведения о каждом из источников располагают в порядке их упоминания в тексте. Заголовок «Список использованных источников» записывается симметрично тексту с прописной буквы и не нумеруется.
Список использованных источников должен быть составлен единообразно в алфавитном порядке авторов и заглавий. Работы однофамильцев располагаются по алфавиту инициалов. Работы одного автора располагаются в алфавите заглавий.
Список должен быть пронумерован для того, чтобы можно было судить о его объеме и иметь возможность применять ссылки к тексту.
При ссылке на литературные источники в тексте, начиная с введения и далее, приводится порядковый номер источника, заключенный в квадратные скобки. При необходимости в дополнение к номеру источника указывается номер его раздела, подраздела, страницы, рисунка или таблицы. Например: [2, раздел 3], [6, приложение Б], [24, с. 66, таблица 2.4].
В библиографическом описании пунктуация используется особым образом, она выполняет две функции – обычных грамматических знаков препинаний и знаков предписанной пунктуации, т.е. знаков, имеющих опознавательный характер для областей и элементов библиографического описания. Предписанная пунктуация способствует распознаванию отдельных элементов в описаниях на разных языках.
Предписанная пунктуация предшествует элементам и областям или заключает их. Её употребление не связано с нормами языка. Каждой области описания, кроме первой, предшествует знак точка и тире. Пробелы ставятся с двух сторон предписанных знаков, кроме точки и запятой. При постановке точки и запятой пробел ставится только после знака.
В библиографическом описании под заголовком, содержащим имя лица, указывается фамилия с заглавной буквы, запятая, за которой следуют инициалы, разделенные между собой пробелом.
Оформление библиографических списков осуществляется по системе стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу (ГОСТ 7.1-2003).
В приложении могут быть примеры исходные тексты программы.
При оформлении текстового материала необходимо соблюдать следующие требования:
текст отчета должен иметь поля: левое – 30 мм, правое – 15 мм, верхнее – 20 мм, нижнее – 25 мм;
абзац должен начинаться на расстоянии 10 мм от левого края страницы равен пяти пробелам клавиатуры ПК;
каждая глава отчета должна начинаться с новой страницы.
Названия глав параграфов, пунктов, подпунктов следует оформлять по центру и их можно писать более крупным шрифтом, чем текст. При этом цифры, указывающие их номера, не должны выступать за границу абзаца. Точка в конце названия не ставится.
Названия глав, параграфов должны соответствовать их наименованию, указанному в оглавлении. Все страницы работы должны соответствовать оглавлению.
Подчеркивания наименований глав, параграфов и фрагментов текста не допускаются!.]
В тексте допускаются сокращения и полная их расшифровка, либо приложенный список сокращений.

3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

3.1 Основная литература
1. Светлаков, А.А. Традиционное и нетрадиционное оценивание неизвестных величин : учебное пособие: в 2 ч. / А.А. Светлаков. – Томск : ТУСУР. – Ч.1: Простейшие задачи оценивания неизвестных величин по результатам их экспериментальных измерений. - Томск : ТУСУР, 2007. - 549 с. [в библиотеке ТУСУР – 25]
2. Дробот, Павел Николаевич. Теория ошибок и обработка результатов измерений : учебное пособие / П. Н. Дробот ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. - Томск : ТУСУР, 2011. - 83 с. [в библиотеке ТУСУР – 20]

3.2 Дополнительная литература
3. Информатика. Базовый курс : учебное пособие для вузов / ред. С. В. Симонович. - 2-е изд. - СПб. : Питер, 2009. – 639 с. [в библиотеке ТУСУР – 3]
4. Катаев, М.Ю. Обработка экспериментальных данных на ЭВМ: Учебное пособие / М.Ю. Катаев, А.Я. Суханов. – Томск : ТУСУР, 2007. – 208 с. [в библиотеке ТУСУР – 98]
5. Численные методы решения некорректных задач : научное издание / А. Н. Тихонов [и др.]. - М. : Наука, 1990. - 229 с. [в библиотеке ТУСУР – 3]

3.4 Лицензионное программное обеспечение
Математический пакет Mathcad, математический пакет MatLab
Internet-ресурсы:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – электронная библиотека учебников Мех-Мата МГУ, Москва
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - общероссийский математический портал
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] – электронная библиотека механико-математического факультета Московского государственного университета
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - научные журналы издательства Wiley&Sons
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - научные журналы издательства Elsevier
4. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для проведения теоретического (лекций) материала по дисциплине используются персональный ПК с проектором. Лабораторные занятия осуществляются в компьютерном классе с использованием математических пакетов Mathcad, MatLab.












13PAGE \* MERGEFORMAT14115




Заголовок 1 Заголовок 215

Приложенные файлы

  • doc 1231932
    Размер файла: 113 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий