Tematy prac inżynierskich

Tematy prac inżynierskich na kierunku Mechatronika przewidzianych na semestr zimowy 2019-2020 w Katedrze Automatyki, Biomechaniki i Mechatroniki.

Po ustaleniach z promotorem, temat własny można zgłaszać do początku września.

 

L.P.

Nr pracy

Temat pracy

Promotor

Krótki opis

Uwagi

1.

2/k16/MT/19/Z

Analogowy układ regulacji automatycznej we współpracy z regulatorem cyfrowym

Dr hab. inż. Paweł Olejnik, prof. PŁ

Cel:

Projekt ma na celu nabycie umiejętności obsługi i prowadzenia pomiarów doświadczalnych w zakresie automatyki i teorii sterowania na laboratoryjnym układzie regulacji automatycznej oraz oprogramowanie współpracującej z nim mikroprocesorowej platformy rozwojowej Nucleo.

Zakres:

a) poszerzenie wiedzy praktycznej na temat członów podstawowych automatyki i układów regulacji automatycznej

b) poszerzenie wiedzy z zakresu filtrów cyfrowych

c) wykonanie serii doświadczeń (w różnych konfiguracjach układu sterowania), mających na celu identyfikację i dobór parametrów członów podstawowych (w tym regulatorów) wchodzących w skład badanego układu;

d) na podstawie przeprowadzonej identyfikacji wykonanie symulacji numerycznej badanego układu w Scilabie i porównanie uzyskiwanych rozwiązań z odpowiedziami czasowymi układu laboratoryjnego;

e) wyprowadzenie wzorów na podstawowe filtry cyfrowe (człony podstawowe automatyki);

f) niewielka rekonstrukcja istniejącego układu laboratoryjnego pod względem zastosowania wybranych filtrów cyfrowych na jednostce mikroprocesorowej (rozszerzenie może polegać np. na zastąpieniu regulatora analogowego zaimplementowanego w układzie elektrycznym, regulatorami cyfrowymi różnego typu, implementowanymi na platformie mikroprocesorowej);

f) na podstawie uzyskanych wyników dokonanie porównania uzyskiwanych układów sterowania: czysto analogowych, cyfrowo-analogowych i symulacji numerycznej, a następnie zapisanie wniosków.

g) wykonanie instrukcji laboratoryjnej

 

2.

5/k16/MT/19/Z

Badania eksperymentalne pojedynczego wahadła fizycznego z oddziaływaniami magnetycznymi

Mgr inż. A. Wijata

Dr inż. G. Kudra

(podkreślenie - kierujący pracą)

Identyfikacja parametrów mechanicznych wahadła ułożyskowanego aerostatycznie i oddziaływania magnetycznego

oraz napisanie programu dopasowującego parametry modelu matematycznego do wyników eksperymentu.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

3.

6/k16/MT/19/Z

Badania eksperymentalnych charakterystyk sił magnetycznych z uwzględnieniem dynamiki

Mgr inż. A. Wijata

Dr inż. G. Wasilewski

(podkreślenie - kierujący pracą)

Dla wybranego wahadła z oddziaływaniem magnetycznym należy zbudować układ, opracować program i eksperymentalnie uzyskać i porównać szereg charakterystyk oddziaływania magnetycznego przy różnych parametrach (prąd cewki, wielkość magnesu itp.) z uwzględnieniem dynamiki

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

4.

7/k16/MT/19/Z

Projekt i wykonanie układu zadającego warunki początkowe ruchu wahadła.

Mgr inż. A. Wijata

Dr inż. G. Wasilewski

(podkreślenie - kierujący pracą)

Budowa prototypowego układu bazującego na silniku krokowym lub innej zaproponowanej konstrukcji z możliwością adaptacji do istniejących stanowisk z wahadłami.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

5.

8/k16/MT/19/Z

Identyfikacja układu sprzężonych wahadeł wymuszanych magnetyczne

Mgr inż. A. Wijata

Dr inż. G. Kudra

(podkreślenie - kierujący pracą)

Identyfikacja parametrów mechanicznych układu wahadeł i oddziaływania magnetycznego

oraz napisanie programu dopasowującego parametry modelu matematycznego do wyników eksperymentu.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

6.

9/k16/MT/19/Z

Projekt i wykonanie układu pomiarowego z programem do badań eksperymentalnych sprzężonych wahadeł wymuszanych magnetyczne

Dr inż. G. Wasilewski

Mgr inż. A. Wijata

(podkreślenie - kierujący pracą)

Praca dotyczy układu z przekaźnikami oraz napisanie programu do rejestracji postaci ruchu układu sprzężonych podatnie wahadeł przy zmianach różnych parametrów: prądu cewek wymuszających ruch, odległości cewek od magnesów, częstotliwości wymuszenia, wypełnienia sygnału wymuszającego, prądu cewek dodatkowych.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

7.

10/k16/MT/19/Z

Projekt i wykonanie układu zadawania dowolnego sygnału prądowego na cewki wymuszające ruch wahadła

Mgr inż. A. Wijata

Dr inż. G. Wasilewski

(podkreślenie - kierujący pracą)

Układ może bazować na konstrukcji sterownika silnika krokowego i umożliwiać zadawanie dowolnego sygnału prądowego, którego postać jest zadawana z programu napisanego w LabView.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

8.

11/k16/MT/19/Z

Program do badań eksperymentalnych sprzężonych wahadeł wymuszanych magnetyczne umieszczonych na drgającej platformie

Dr inż. G. Wasilewski

Mgr. inż. A. Wijata

(podkreślenie - kierujący pracą)

Rejestracja postaci ruchu układu wahadeł umieszczonego na drgającej platformie przy zmianach różnych parametrów: częstotliwości i amplitudy wymuszenia ruchu platformy, prądu cewek wymuszających ruch, częstotliwości wymuszenia, i wypełnienia sygnału wymuszającego, prądu cewek dodatkowych.

Opracowanie programu do synchronizacji pomiarów z platformy i czujników układu wahadeł.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

9.

12/k16/MT/19/Z

Badania eksperymentalne płaskiego podwójnego wahadła z oddziaływaniami magnetycznymi

Dr inż. G. Wasilewski

Mgr. inż. A. Wijata

(podkreślenie - kierujący pracą)

Rejestrowanie różnych postaci ruchu oraz opracowanie programu obrabiającego zaszumiony sygnał pomiarowy z enkoderów.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

10.

13/k16/MT/19/Z

Projekt i wykonanie prototypu układu ze sterowaną masą w postaci magnesu poruszanego zespołem cewek

Dr inż. Grzegorz Wasilewski

Celem pracy jest wykonanie i przetestowanie prototypu jako podstawy do adaptacji w konstrukcji istniejącego potrójnego/podwójnego wahadła fizycznego. Opis:

- przesuwna masa w postaci odpowiednio dobranego ruchomego magnesu porusza się wewnątrz prowadnicy zaopatrzonej na końcach w nieruchome magnesy;

- prowadnica umieszczona jest w osi zespołu cewek, które mają zadawać różne postacie ruchu magnesu;

- należy przewidzieć możliwość sterowanej blokady położenia magnesu;

- należy przetestować działanie układu i zaproponować adaptację do istniejącego stanowiska potrójnego/podwójnego wahadła fizycznego

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

11.

14/k16/MT/19/Z

Modernizacja układu pomiaru i oddziaływania magnetycznego na stanowisku z wahadłem parametrycznym

Dr inż. Grzegorz Wasilewski

- optyczny pomiar położenia kątowego wahadła.

- wyposażenie wahadła w element mechaniczny umożliwiający dynamometryczny pomiar sił odpychania cewki i magnesu z opcją blokowania przesuwu osi wahadła.

- wyposażenie końcówki wahadła w element z wymiennymi magnesami.

- modernizacja układu cewek z przesuwnymi uchwytami z termoodpornego tworzywa

- rejestracja różnych postaci ruchu zmodernizowanego wahadła.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

12.

15/k16/MT/19/Z

Projekt i budowa uniwersalnego układu rejestracji i aproksymacji charakterystyki oddziaływania cewka-magnes dla stanowisk z wahadłami

Dr inż. Grzegorz Wasilewski

Projekt i wykonanie konstrukcji z czujnikiem siły typu. np. belka tensometryczna przesuwanego silnikiem. Sterowanie silnikiem i charakterystyki ruchu są realizowane i poddawana obróbce w preferowanym środowisku LabVIEW celem uzyskania aproksymacji zależności siły (momentu) w funkcji kątowego położenia wahadła.

Należy przewidzieć możliwość adaptacji do istniejących stanowisk wahadła fizycznego oraz wahadła parametrycznego z elementami cewka-magnes.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

13.

16/k16/MT/19/Z

Oprogramowanie i modernizacja układu pomiarowo-sterującego stanowiska badania drgań układu o wielu stopniach swobody

Dr inż. Grzegorz Wasilewski

- Rozwinięcie i udoskonalenie lub opracowanie nowego oprogramowania, aby zawierało wszystkie elementy do kontroli, testowania, zerowania oraz rejestrowania pomiarów i ich zapisu do plików z automatyczną nazwą i parametrami. Panel kontrolny powinien być czytelny, estetyczny i łatwy w obsłudze, z uwzględnieniem niezbędnych opisów.

- Wykonanie wybranych elementów typu przełączników, znaczników, czytników pozycji, złącz dla wejść pomiarowo-sterujących istniejących lub dodatkowych itp. Elementy te maja ułatwić wybór i ustawienie różnych opcji badawczych.

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

14.

17/k16/MT/19/Z

Projekt i wykonanie układu sterowania i rejestracji ruchu układów wahadeł w długich odcinkach czasowych

Dr inż. Grzegorz Wasilewski

Celem pracy jest wykorzystanie istniejących urządzeń pomiarowych, np. karty USB-6341 (z użyciem wejść licznikowych dla enkoderów) lub zestawu NI cRIO do rejestracji ruchu np. wahadła parametrycznego w odcinkach czasu rzędu kilkudziesięciu – kilkuset minut dla otrzymania wykresów bifurkacyjnych

Możliwość kontynuacji pracy na II stopniu i pobierania stypendium z grantu OPUS (do 1600zł)

15.

18/k16/MT/19/Z

Układ wizyjny do rejestracji ruchu w paśmie widzialnym

Dr Bartłomiej Zagrodny

Cel: opracowanie układu wizyjnego do pracowni biomechaniki, który będzie pracował synchronicznie z istniejącym systemem optoelektronicznym.

Zakres: zapoznanie się z istniejącym systemem i sposobem rejestracji ruchu, opracowanie układu do rejestracji ruchu w paśmie widzialnym, przedstawienie kosztorysu i w przypadku jego akceptacji – wykonanie, montaż i uruchomienie systemu

 

16.

19/k16/MT/19/Z

Sztuczne mięśnie do napędu ubieralnych robotów

Dr Bartłomiej Zagrodny

Cel: przegląd istniejących rozwiązań i zaproponowanie własnej konstrukcji sztucznego mięśnia, który może być użyty do napędu tzw. wearable robots – ubieralnych robotów

Zakres: przegląd literatury i istniejących rozwiązań, zaproponowanie własnej konstrukcji, w przypadku zaakceptowania kosztorysu, wykonanie prototypu i testowanie jego parametrów na istniejącym stanowisku do badania sztucznych mięśni (po jego ewentualnej adaptacji)

 

17.

20/k16/MT/19/Z

Wykorzystanie skanera 3D do pomiarów antropometrycznych

Dr Bartłomiej Zagrodny

Cel: opracowanie metodologii zbierania i analizowania danych antropometrycznych w oparciu o pomiary wykonane skanerem 3D

Zakres: zapoznanie się ze skanerem znajdującym się na wyposażeniu laboratorium biomechaniki, zapoznanie się z metodologią wykonywana pomiarów antropometrycznych, przeprowadzenie pomiarów, opracowanie metody wyznaczania koniecznych wielkości antropometrycznych ze skanu przestrzennego, możliwa automatyzacja procesu

 

18.

21/k16/MT/19/Z

Badanie regularności sygnałów biomechanicznych podczas chodu na bieżni

Dr inż. Michał Ludwicki

Celem pracy jest zbadanie regularności podstawowych sygnałów biomechanicznych (np. położenia stawów, kątów stawowych) uzyskanych z pomiarów techniką wizyjną (motion capture) oraz ich interpretacja.

 

19.

22/k16/MT/19/Z

Opracowanie narzędzia wykorzystującego system motion capture do rejestracji wymiarów dużych obiektów

Dr inż. Michał Ludwicki

Celem pracy jest opracowanie narzędzia komputerowego służącego do pomiaru wymiarów dużych obiektów za pomocą systemu motion capture. Oprogramowanie będzie bazowało na przykładowych bibliotekach producenta systemu i podstawowej wiedzy o mikrokontrolerach.