| 自动化
《机器人学》课程教学大纲
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课程名称及编号: 机器人学 AU416 |
学分 / 学时：2/32 |
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主讲教师（姓名、职称）: 苏剑波教授 |
授课语言:中文
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必修/选修:选修 |
开课时间:秋季 |
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适用专业：自动化 |
开课单位：自动化系 |
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授课方式: 课堂授课
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考核方式:
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先修课程: 《自动控制原理》、《程序设计》 |
后修课程： |
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课程简介: 本课程介绍机器人学的基本原理及其应用，课程涉及机器人学的概况、数理基础、运动学、机械臂的轨迹规划和运动控制、移动机器人原理和控制等内容。通过介绍机器人学的基础知识，包括机械臂和移动机器人的基本工作原理和系统主要部件，并结合实例，具体介绍几种典型机器人的建模和控制方法，使学生掌握机器人学的基础知识和应用方法。
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课程培养目标 ：
使学生掌握机器人学的基础知识和应用方法，同时理解自动化专业的核心课程内容如何在具体的复杂应用对象上产生作用。具体为： 1.培养学生对机器人领域研究工作的兴趣，对复杂工程问题有一定的认识； 2.掌握相关领域的新概念、新技术和新方法，具有解决相应工程问题的能力； 3.能够采用合适的方法通过学习发展自身的能力 ； 4.对控制与智能系统领域及其相关行业的国际状况有基本了解 。 |
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教学要求：
完成课程后，学生将具备如下能力： 2.5 理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用 10.3 能够对本专业的热点问题发表自己的见解，可进行跨文化交流 |
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撰写者: 苏剑波 发布时间: 2014.8
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一、课程性质和教学目标
课程性质：本课程是面向控制、电子、信息及机械类等专业本科生的一门选修课，也可作为工程科学类通识课程。
教学目标：使学生掌握机器人学的基础知识和应用方法，同时理解自动化专业的核心课程内容如何在具体的应用对象上产生作用。希望培养学生对机器人领域研究工作的兴趣。
二、课程教学内容及学时分配
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教学内容 |
学时 |
课堂教学 |
作业及要求 |
自学及要求 |
团组大作业 及要求 |
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机器人学的定义和基本概念与术语，特点、结构与分类，探讨机器人学与控制科学与人工智能的关系。 |
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课堂教学中融入小组讨论 |
每次课堂教学后有课外作业，要求英文独立完成，有问题集中进行讲解 |
掌握教学内容和控制理论的基本原理，在大作业中考核 |
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机器人学的数学基础，主要介绍齐次坐标及其变换 |
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机器人运动方程的表示与求解，以及机器人的微分运动及其雅可比矩阵 |
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机器人动力学方程的表示及仿真 |
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机械臂的轨迹规划 |
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三、教学方法
以课堂教学为主，结合自学、课后作业。
课堂教学主要讲解基本原理，并结合控制理论、信息处理技术基本手段等在机器人学中的应用。使同学们更好地理解机器人写的基本原理、提高对自动化学科的兴趣、初步了解机器人学的理论体系、思维方式和研究方法。课堂教学中还引入讨论，使同学们能更好地融入课堂教学。
机器人控制目标为导向，引导同学们自学控制理论和信息处理的相关技术，培养同学们自主学习的意识和抓住问题关键点的能力。
四、考核及成绩评定方式
最终成绩由平时作业、课堂表现、结业考试成绩组合而成。各部分所占比例如下：
平时作业和上课参与程度：10%。主要考核对知识点的掌握程度、口头及文字表达能力。
期末考试：90%。
五、教材及参考书目
教材：
《Modelling and Control of Robot Manipulators》 Second Edition, L. Sciavicco and B. Siciliano, Springer-Verlag, London, 2000.
参考书目：
机器人学（第一版，蔡自兴，清华大学出版社，2000）
机器人学相关教科书，以及国际机器人学方面的学术会议论文集。
大纲撰写人：苏剑波