Anda ülevaade robotites ja mehhatroonikasüsteemides kasutatavate mehhanismide struktuuri, kinemaatika ja dünaamika kohta.
Anda praktilised teadmised vastavate probleemide matemaatilise modelleerimise ja analüüsi kohta.
Anda teadmised ja oskused süsteemi liikumise kompleksprobleemide lahendfamiseks.
Anda oskused sobivate ajamite ja ülekannete valikuks nõutava liikumise realiseerimisel ja oskused niisuguse ülekande realiseerimiseks.
Tutvustada kaasaegset arvutitarkvara (MATLAB, Simulink) süsteemidünaamika ülesannete lahendamiseks.

To give overview on structure, kinematics and dynamics of mechanisms used in robotics and mechatronics systems.
To provide practical knowledge about analysis and mathematical modelling of basic problems of respective mechanism's motion.
To develop knowledge and skills needed to solve complex problems of system motion.
To be able to select appropriate drive design to realize required motion and implement it in practice.
To introduce appropriate computer software (MATLAB, Simulink) for applications in system dynamics.

Aine läbinud üliõpilane:
1) omab teadmisi robottehnilistes ja mehhatroonikasüsteemides kasutatavate mehhanismide struktuuri kohta;
2) omab teadmisi masinate dünaamika probleemide määratlemiseks ja põhjendamiseks;
3) mõistab ja tunneb süsteemi liikumisega seotud füüsikalisi probleeme, et määratleda realistlikult süsteemi liikumisparameetreid mõjutavaid jõude;
4) oskab analüüsida ja matemaatiliselt modelleerida süsteemi dünaamika põhiprobleeme ja valida probleemide lahendamiseks sobivamaid ajameid,
5) oskab rakendada kaasaegset arvutitarkvara (MATLAB, Simulink) süsteemidünaamika probleemide lahendamiseks;
6) oskab interpreteerida tulemusi vastavalt ülesande püstitusele.

Having successfully passed the course, the student
1) has knowledge of structure of drive mechanisms used in robotics and mechatronics systems;
2) has knowledge in defining and reasoning needed for dynamics problem specification,
3) understands physical phenomena behind the system motion enough to realistically describe external forces that are present in systems and influence the motion,
4) is able to analyse and model mathematically basic problems of system dynamics and select appropriate drive systems;
5) is able to apply modern computer tools (MATLAB, Simulink) to solve problems of system dynamics;
6) is able to interpret the results in terms of the original statement of the problem.

Süsteemi liikumisvõrrandid. Jäikade kehade süsteemi modelleerimine: tasapinnaline ja ruumiline liikumine (näit. vänt-liugus mehhanism, Whitworth mehhanism, vormimismasin, tasaparalleelne platvorm, robotmanipulaatori kinemaatika ja dünaamika, universaalsed ühendused). Mehhanismide struktuur, kinemaatilised paarid, lülid, ahelad, vabadusastmed. Jäiga keha pöörlemine. Mehaaniline vibratsioon. Rootorite balansseerimine, disbalanss ja toereaktsioonid. Dünaamiliste mudelite lahendusmeetodid: diferentsiaalvõrrandid, Laplace teisendus, ülekandefunktsioonid (näit. sildkraana dünaamika, sunnitud võnkumised, sisendsignaalide tekitamine). Olekumuutuja mudelid ja simulatsioonimeetodid, ebalineaarsed süsteemid. Enamik kursuse teemasid on illustreeritud MATLAB ja Simulink rakenduste abil.

Equation of motion. Modelling of rigid-body systems: planar and spatial motion (e.g. slider-crank mechanism, Whitworth's mechanism, shaping machine, planar parallel platform, kinematics and dynamics of a robot arm, universal joint). Structure of mechanisms, kinematic pairs, linkages, chains, degrees of freedom. Rotation of rigid bodies. Vibration of Mechanical Systems. Balancing of rotors, imbalance and support reactions. Solution methods applied to dynamic models: differential equations, Laplace transform, transfer functions (e.g. dynamics of an overhead crane, forced vibrations, generating input signals). State-variable models and simulation methods, nonlinear systems. Most topics of the course are illustrated by MATLAB and Simulink applications.

Teadmiste kontroll toimub eksamil. Üliõpilane peab eksamile pääsemiseks olema lahendanud kodused ülesanded. Eksamil kontrollitakse üliõpilase teoreetilisi teadmisi ja ülesannete lahendamise oskusi.

Students are graded via exam. To be allowed to take an exam student must have completed home works. During the exam student’s theoretical knowledge and ability to solve practical problems are assessed.

-

-

1. Hans Dresig. Franz Holzweißig. Dynamics of Machinery. 2010.
2. Michael Spektor. Applied Dynamics in Engineering. 2015.
3. W. J. Palm, III. System Dynamics. Second Edition, McGraw–Hill 2010.
4. Loenguslaidid / Lecture materials

-