برنامه درسی

لیست برنامه های درسی

عنوان استاتیک
مقطع تحصیلی کارشناسی
زمان برگزاری یکشنبه ساعت 10-12
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مکانیک
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

ریاضی عمومی 1 - فیزیک پایه مهندسی 1

نحوه ارزیابی

تمرین و کار کلاسی - 15 درصد

امتحان میان ترم 1 و 2 - 40 درصد

امتحان پایان ترم - 45 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و نوشتن در تخته سیاه

منابع

1.Engineering Mechanics, Statics, 8th Ed., Meriam, Kraige, Bolton, 2015.

2.Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 9th Ed., Beer, Johnston et al, 2010.

3.Engineering Mechanics, Statics, 12th Ed., Hibbeler, 2010.

طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

تعریف ریاضی بردار و مفهوم برابری دو بردار، جمع بردارها و قوانین مثلث و متوازی الاضلاع، تجزیه یک بردار به مؤلفه ها، دستگاه مختصات دکارتی و بیان دکارتی بردار، تبدیل بیان بردار از مختصات قطبی به دکارتی و بر عکس

2

تعریف بردار واحد و تصویر یک بردار در یک امتداد، توصیف بردار در دستگاه مختصات سه بعدی و مفهوم کسینوسهای هادی، مختصات کروی، ضرب داخلی دو بردار در مختصات قطبی و دکارتی، بیان تصویر یک بردار در یک امتداد بر حسب ضرب داخلی

3

ضرب خارجی دو بردار، دستگاههای راستگرد و چپگرد، جمع چند بردار با استفاده از تجزیه در دستگاه دکارتی، یادآوری مفهوم نیرو و قوانین نیوتن در حرکت، قانون گرانش، دستگاهها و یکاهای ابعادی و اندازه گیری

4

تعریف فیزیکی بردار و آشنایی با انواع بردارها از نظر فیزیکی، تعریف نیرو و اثرات خارجی و داخلی نیرو در اجسام، تعریف دوران و اثر دورانی نیرو به نام گشتاور

5

روشهای محاسبه گشتاور شامل روش هندسی، روش برداری و روش قانون وارینیون، تعریف کوپل یا گشتاور زوج نیرو

6

انتقال خط اثر نیرو، برآیندها نیرو و سیستم نیروی معادل، گشتاور و کوپل سه بعدی، سیستم نیروی معادل در سه بعد، مفهوم برآیند پیچ گوشتی وار

7

تعریف سیستم مکانیکی و سیستم مرجع و سیستم خارجی، رسم دیاگرام آزاد به روش ایزوله کردن سیستم مکانیکی، قانون تعادل نیوتن برای ذرات، اجسام صلب و تعادل دورانی، تعادل کلی حرکتی و دورانی اجسام

8

حل مثالهای تعادل اجسام، تعریف عضو دو نیرویی و سه نیرویی، معادلات تعادل جایگزین

9

تعادل اجسام در سه بعد، حل مثالهای تعادل اجسام در سه بعد

10

سازه ها، تعریف سازه های ثابت و متحرک، تعریف سازه های خرپا و قاب، تحلیل نیرو در سازه های خرپا به روش مفاصل، نیروی داخلی در اعضاء خرپا

11

تحلیل سازه های خرپا به روش مقاطع، اتصالات ضربدری، تحلیل سازهای قاب و ماشین

12

مفهوم بارهای گسترده حجمی، شدت نیروی حجمی، نیروی معادل و محل اثر نیروی معادل، نیروی جاذبه و محاسبه مرکز ثقل اجسام به روش انتگرال گیری

13

محاسبه مرکز ثقل اجسام مرکب، بارهای گسترده سطحی، شدت نیروی سطحی و تنش، نیروی معادل و محل اثر نیروی معادل، تیرها، محاسبات بار گسترده بر روی تیرها

14

نیروهای داخلی در تیرها، دیاگرامهای نیرو محوری، نیروی برشی و گشتاور خمشی، محاسبات نیروهای داخلی در تیرها به روش انتگرالگیری

15

نیروی اصطکاک و تعریف آن، تعریف آستانه حرکت و ضرائب اصطکاک ایستایی و پویایی، مثالهای مربوط به اصطکاک

16

اصطکاک در ماشینها شامل تسمه ها، گوه ها، ترمز، پیچ ها و کاربرد آنها

17

کار مجازی و استفاده از روشهای مبتنی بر انرژی در تحلیل نیرو در ماشینها و سازه ها
هدف از طرح درس

هدف: یادگیری مفهوم تعادل و تعادل مکانیکی، یادگیری مفهوم نیرو و اثرات نیرو بر اجسام، بررسی شرایط تعادل اجسام صلب، کاربرد قوانین تعادل در تحلیل نیرو در سازه ها و ماشین ها، تکمیل یادگیری مفهوم نیرو و مفهوم نیروهای گسترده و بررسی مراکز جرم و مفهوم نیروهای داخلی

عنوان ایستایی
مقطع تحصیلی کارشناسی
زمان برگزاری شنبه ساعت 8 تا 10
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مواد
تعداد واحد ۲
پیش نیاز درس

ریاضی عمومی 1 - فیزیک پایه مهندسی 1

نحوه ارزیابی

تمرین و کار کلاسی - 15 درصد

امتحان میان ترم – 30 درصد

امتحان پایان ترم - 55 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و نوشتن در تخته سیاه

منابع

1. Engineering Mechanics, Statics, 8th Ed., Meriam, Kraige, Bolton, 2015.

2. Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 9th Ed., Beer, Johnston et al, 2010.

3. Engineering Mechanics, Statics, 12th Ed., Hibbeler, 2010.

طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

تعریف ریاضی بردار و مفهوم برابری دو بردار، جمع بردارها و قوانین مثلث و متوازی الاضلاع، تجزیه یک بردار به مؤلفه ها، دستگاه مختصات دکارتی و بیان دکارتی بردار، تبدیل بیان بردار از مختصات قطبی به دکارتی و بر عکس

2

تعریف بردار واحد و تصویر یک بردار در یک امتداد، توصیف بردار در دستگاه مختصات سه بعدی و مفهوم کسینوسهای هادی، ضرب داخلی دو بردار در مختصات قطبی و دکارتی، بیان تصویر یک بردار در یک امتداد بر حسب ضرب داخلی

3

ضرب خارجی دو بردار، دستگاههای راستگرد و چپگرد، جمع چند بردار با استفاده از تجزیه در دستگاه دکارتی، یادآوری مفهوم نیرو و قوانین نیوتن در حرکت، قانون گرانش، دستگاهها و یکاهای ابعادی و اندازه گیری

4

تعریف فیزیکی بردار و آشنایی با انواع بردارها از نظر فیزیکی، تعریف نیرو و اثرات خارجی و داخلی نیرو در اجسام،

5

تعریف دوران و اثر دورانی نیرو به نام گشتاور، روشهای محاسبه گشتاور شامل روش هندسی، روش برداری

6

روش قانون وارینیون، تعریف کوپل یا گشتاور زوج نیرو

7

انتقال خط اثر نیرو، برآیندهای نیرو و سیستم نیروی معادل

8

تعریف سیستم مکانیکی و سیستم مرجع و سیستم خارجی، رسم دیاگرام آزاد به روش ایزوله کردن سیستم مکانیکی

9

قانون تعادل نیوتن برای ذرات، اجسام صلب و تعادل دورانی، تعادل کلی حرکتی و دورانی اجسام

10

حل مثالهای تعادل اجسام

11

تعریف عضو دو نیرویی و سه نیرویی، معادلات تعادل جایگزین

12

سازه ها، تعریف سازه های ثابت و متحرک، تعریف سازه های خرپا و قاب،

13

تحلیل نیرو در سازه های خرپا به روش مفاصل، نیروی داخلی در اعضاء خرپا

14

تحلیل سازهای قاب و ماشین

15

محاسبه مرکز ثقل اجسام مرکب

16

بارهای گسترده سطحی، نیروی معادل و محل اثر نیروی معادل، تیرها، محاسبات بار گسترده بر روی تیرها

17

نیروهای داخلی در تیرها، دیاگرامهای نیرو محوری، نیروی برشی و گشتاور خمشی
هدف از طرح درس

هدف: یادگیری مفهوم تعادل و تعادل مکانیکی، یادگیری مفهوم نیرو و اثرات نیرو بر اجسام، بررسی شرایط تعادل اجسام صلب، کاربرد قوانین تعادل در تحلیل نیرو در سازه ها و ماشین ها، تکمیل یادگیری مفهوم نیرو و مفهوم نیروهای گسترده و بررسی مراکز جرم و مفهوم نیروهای داخلی

عنوان استاتیک و مقاومت مصالح
مقطع تحصیلی کارشناسی
زمان برگزاری دوشنبه ساعت 16 تا 18
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی صنایع
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

ریاضی عمومی 1 - فیزیک پایه مهندسی 1

نحوه ارزیابی

تمرین و کار کلاسی - 15 درصد

امتحان میان ترم – 30 درصد

امتحان پایان ترم - 55 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و نوشتن در تخته سیاه

منابع

1. Engineering Mechanics, Statics, 8th Ed., Meriam, Kraige, Bolton, 2015.

2. Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 9th Ed., Beer, Johnston et al, 2010.

3. Engineering Mechanics, Statics, 12th Ed., Hibbeler, 2010.

4. Statics and Mechanics of Materials-Beer, Johnston et al-2011

طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

تعریف ریاضی بردار و مفهوم برابری دو بردار، جمع بردارها و قوانین مثلث و متوازی الاضلاع، تجزیه یک بردار به مؤلفه ها، دستگاه مختصات دکارتی و بیان دکارتی بردار، تبدیل بیان بردار از مختصات قطبی به دکارتی و بر عکس

2

تعریف بردار واحد و تصویر یک بردار در یک امتداد، توصیف بردار در دستگاه مختصات سه بعدی و مفهوم کسینوسهای هادی، ضرب داخلی دو بردار در مختصات قطبی و دکارتی، بیان تصویر یک بردار در یک امتداد بر حسب ضرب داخلی

3

ضرب خارجی دو بردار، دستگاههای راستگرد و چپگرد، جمع چند بردار با استفاده از تجزیه در دستگاه دکارتی، یادآوری مفهوم نیرو و قوانین نیوتن در حرکت، قانون گرانش، دستگاهها و یکاهای ابعادی و اندازه گیری

4

تعریف فیزیکی بردار و آشنایی با انواع بردارها از نظر فیزیکی، تعریف نیرو و اثرات خارجی و داخلی نیرو در اجسام، تعریف دوران و اثر دورانی نیرو به نام گشتاور

5

روشهای محاسبه گشتاور شامل روش هندسی، روش برداری و روش قانون وارینیون، تعریف کوپل یا گشتاور زوج نیرو

6

انتقال خط اثر نیرو، برآیندهای نیرو و سیستم نیروی معادل

7

تعریف سیستم مکانیکی و سیستم مرجع و سیستم خارجی، رسم دیاگرام آزاد به روش ایزوله کردن سیستم مکانیکی

8

قانون تعادل نیوتن برای ذرات، اجسام صلب و تعادل دورانی، تعادل کلی حرکتی و دورانی اجسام

9

حل مثالهای تعادل اجسام

تعریف عضو دو نیرویی و سه نیرویی، معادلات تعادل جایگزین

10

سازه ها، تعریف سازه های ثابت و متحرک، تعریف سازه های خرپا و قاب، تحلیل نیرو در سازه های خرپا به روش مفاصل، نیروی داخلی در اعضاء خرپا

11

تحلیل سازهای قاب و ماشین

12

محاسبه مرکز ثقل اجسام مرکب

13

بارهای گسترده سطحی، شدت نیروی سطحی و تنش، نیروی معادل و محل اثر نیروی معادل، تیرها، محاسبات بار گسترده بر روی تیرها

14

نیروهای داخلی در تیرها، دیاگرامهای نیرو محوری، نیروی برشی و گشتاور خمشی

15

مفهوم تنش و کرنش، قانون هوک

16

تنش ها و کرنش های عمودی و برشی، تغییر فرم اجسام تحت اثر نیرو

17

نیروهای نامعین استاتیکی
هدف از طرح درس

هدف: یادگیری مفهوم تعادل و تعادل مکانیکی، یادگیری مفهوم نیرو و اثرات نیرو بر اجسام، بررسی شرایط تعادل اجسام صلب، کاربرد قوانین تعادل در تحلیل نیرو در سازه ها و ماشین ها، تکمیل یادگیری مفهوم نیرو و مفهوم نیروهای گسترده و بررسی مراکز جرم و مفهوم نیروهای داخلی، تنش و کرنش و نیروهای داخلی و تغییر فرم اجسام

عنوان برنامه نویسی کامپیوتر
مقطع تحصیلی کارشناسی
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مکانیک
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

مقدمات ریاضی و آشنایی با یکاهای عددی

نحوه ارزیابی

تمرین و کار کلاسی - 15 درصد

امتحان میان ترم - 30 درصد

امتحان پایان ترم - 55 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و تخته سیاه

برنامه نویسی عملی در کلاس با لپ تاپ

منابع
          1.Teach Yourself C in 24 Hours, Zhang, SAMS, 2000.
          2.The C Programming Language, Kernighan, Ritchie.
          3.Programming with C, Gottfried, Mc-Graw Hill, 1990.
          4.C How to Program, Dietel, Dietel, 8th Ed., 2015.
          5.C, The Complete Reference, Herbert Schildt, 4th Ed., Mc-Graw Hill, 2000.
.6برنامه نویسی به زبان C، جعفر نژاد قمی
           7.Intel64 and IA32 Architectures.
طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

ساختار سیستم های کامپیوتری و اجزاء تشکیل دهنده آن، مفهوم سخت افزار و نرم افزار، ابزارهای ورودی و خروجی، درگاهها، واحد پردازش مرکزی و اجزاء آن، آشنایی با المان های منطقی، آشنایی با یکاهای عددی و مبناهای 2 و 16، تبدیل اعداد صحیح از مبنای 10 به مبنای 16 و 2 و برعکس.

2

بیان اعداد صحیح منفی در مبنای 2 و 16، واحد پردازش مرکزی و دستورات آن، حافظه های داخلی در واحد پردازش مرکزی، حافظه و ارتباط آن با واحد پردازش مرکزی، نحوه اجرای دستورات توسط واحد پردازش مرکزی، تعریف برنامه و نرم افزار

3

زبان ماشین و زبانهای برنامه نویسی، سیستم عامل جایگاه و وظایف، نقش سیستم عامل در برنامه نویسی و رابط برنامه نویسی سیستم عامل، الگوریتم و فلوچارت، بیان حل مسئله به صورت کارهای ساده و قابل انجام توسط سیستم به صورت گام به گام، روش نشان دادن گامهای حل مسئله به صورت نمودار جریانی

4

مثالهای الگوریتم، حلقه های با تکرار مشخص، الگوریتم محاسبه تابع نمایی، حلقه های با تکرار نا مشخص، الگوریتم محاسبه تابع سینوس، الگوریتم های خاص، الگوریتم مرتب کردن حبابی و الگوریتم محاسبه اعداد اول

5

زبان برنامه نویسی C، ویژگیها و امتیازات، توضیح و تشریح اولین برنامه به زبان C، جایگاه تابع main، کتابخانه ها و توابع کتابخانه ای

6

انواع داده ها، عملگرها و گزاره ها در زبان C، داده های ثابت و متغیر، قاعده اسم گذاری در زبان C، عملگرهای حسابی، تقدم و تأخر عملگرها، گزاره و دستور

7

توابع در زبان C، تعریف تابع، اجزاء تشکیل دهنده تابع، ورودی و خروجی، ساختار تابع، فراخوانی تابع توسط توابع دیگر، توابع خود فراخوان

8

اطلاعات نمادین یا کاراکتری، تعریف کاراکترها به روش کد گذاری، نحوه دریافت اطلاعات کاراکتری از صفحه کلید و ارسال اطلاعات کاراکتری به صفحه نمایش، داده ها و کلمات کلیدی، ورودی و خروجی استاندارد

9

تعریف فایل و جریانهای فایلی، دریافت ورودی از کاربر، ارسال خروجی به صفحه نمایش، تابع printf

10

تکمیل بحث عملگرها، عملگر تخصیص، عملگر کاهش و افزایش تک واحدی، عملگرهای مقایسه ای، قالبگیری و casting

11

تعریف حلقه ها، حلقه while، do-while و حلقه for، عملگرهای خاص، گزاره ها و عملگرهای منطقی، عملگرهای بیتی، عملگرهای انتقال بیتی و عملگر شرطی

12

تغییر دهنده های نوع داده، توابع ریاضی، کنترل جریان برنامه، دستورات کنترل جریان، if، if-else، if-else زنجیری، switch و goto

13

اشاره گرها

14

آرایه ها، کار با آرایه ها، تعریف بردارها و ماتریس و محاسبات مربوطه، حل دستگاه معادلات با استفاده از آرایه ها، ارسال و دریافت اطلاعات آرایه ای به توابع

15

آرایه های کاراکتری، دریافت ذخیره و ارسال کلمات و جملات، رشته ها و کار با آنها

16

ساختارهای داده

هدف از طرح درس

آشنایی با ساختار سیستم های کامپیوتری و برنامه پذیر، اجزاء تشکیل دهنده و امکانات محاسباتی، مفهوم سخت افزار و نرم افزار و برنامه نویسی، روش برنامه نویسی سیستم های کامپیوتری به منظور بهره برداری از امکانات محاسباتی و دیگر امکانات سیستم کامپیوتری

عنوان رباتیک
مقطع تحصیلی کارشناسی
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مکانیک
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

دینامیک

دینامیک ماشین

ریاضی عمومی 1

نحوه ارزیابی

تمرین و فعالیت کلاسی - 15 درصد

میان ترم - 30 درصد

پایان ترم - 45 درصد

پروژه عملی 15 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و تخته سیاه

منابع
      1.Introduction to Robotics, Mechanics & Control, John J. Craig, 3rd Ed., Prentice Hall, 2005.
      2.Theory of Applied Robotics, Kinematics, Dynamics and Control, Reza N. Jazar, 2nd Ed., Springer, 2010.
      3.Robot Modelling and Control, Spong, Hutchinson, Vidyasagar, Wiley, 2006.
      4.Robotics, Modelling, Planning and Control, Siciliano, Sciavicco, Villani, Oriolo, Springer, 2009.
      5.Robot Manipulator Control, Theory and Practice, Lewis, Dawson, Abdallah, 2nd Ed., Marcell Dekker, 2004.
طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

مقدمه تعاریف و مفاهیم پایه، قوانین رباتیک، اجزاء ربات، تعریف عضو و اتصال، درجه آزادی ربات، انواع اتصال و هندسه ربات، فضای کاری، عملگرها، دستگاههای مختصات

2

توصیف مکان و وضعیت، ماتریس دوران، نگاشتها، ماتریس تبدیل همگن

3

عملگرهای انتقال، دوران و تبدیل کلی، حساب تبدیلات و تبدیلات مرکب و تبدیل معکوس

4

روشهای توصیف دوران، زوایای دوران نسبت به محورهای ثابت، زوایای اویلر، زاویه و محور دوران معادل و کواترنیون

5

سینماتیک مستقیم- توصیف عضو، توصیف اتصال، پارامترهای دناویت هارتنبرگ، نحوه اتصال دستگاههای مختصات متصل به عضو

6

سینماتیک بازو مکانیکی، ماتریس تبدیل بین دستگاههای دو عضو مجاور، ترکیب ماتریسهای تبدیل و ماتریس تبدیل کلی ربات از عضو انتهایی به دستگاه پایه، تعریف فضای عملگر، فضای اتصال و فضای کارتزین

7

تشریح مثال ربات صنعتی شش درجه آزادی  PUMA 560

8

سینماتیک معکوس – بررسی مفاهیم حل پذیری، وجود جوابها و جوابهای متعدد، روش های حل بسته و عددی، زیرفضای بازوی مکانیکی و تعریف دستگاه هدف

9

حل جبری و هندسی برای ربات سه درجه آزادی صفحه ای، حل جبری معادلات مثلثاتی با تبدیل به معادله چند جمله ای.

10

حل PIPER برای ربات شش درجه آزادی کلی در حالت وجود سه محور متقاطع، روشهای حل ابتکاری بر مبنای روابط ماتریسی، حل سینماتیک معکوس ربات PUMA

11

رباتهای با درجه آزادی پایین و تقریب دستگاه هدف، حل سینماتیک معکوس ربات Yaskawa

12

تحلیل سرعت و نیروهای استاتیکی – موقعیت و جهت گیری متغیر با زمان، توصیف برداری سرعت، دستگاه اندازه گیری و دستگاه توصیف کننده، بردار سرعت زاویه ای دستگاه، بردار سرعت نقطه در دستگاههای انتقالی و دورانی و در حرکات انتقالی و دورانی همزمان

13

مطالب تکمیلی سرعت زاویه ای، مشتق ماتریس دوران و ماتریس سرعت زاویه ای، مفهوم فیزیکی بردار سرعت زاویه ای، حرکت اعضاء ربات و انتشار سرعت از یک عضو به عضو دیگر

14

مفهوم ژاکوبین و نقاط تکین در ربات، روش های محاسبه ژاکوبین

15

نیروهای استاتیکی در اعضاء ربات و بازوهای مکانیکی، ژاکوبین در میدان نیرو

16

تحلیل دینامیکی در بازوهای مکانیکی، مفاهیم شتاب خطی و زاویه ای و محاسبات مربوطه، توزیع جرم و ماتریس اینرسی دورانی، معادلات نیوتن و اویلر و روش لاگرانژ

هدف از طرح درس

آشنایی با مفاهیم و اصول پایه در علم رباتیک شامل تعریف دستگاههای مختصات و تحلیل سینماتیک و دینامیک ربات. تحلیل و طراحی رباتهای بازوی مکانیکی ماهر(Manipulator Robots)

عنوان کنترل چند متغیره
مقطع تحصیلی کارشناسی ارشد
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مکانیک
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

کنترل اتوماتیک (کارشناسی)

کنترل خودکار پیشرفته

نحوه ارزیابی

تمرین و پروژه - 25 درصد

میان ترم - 30 درصد

پایان ترم - 45 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و نوشتن در تخته سیاه

منابع
      1.Multivariable Control Systems Lecture Notes, M. Athans.
      2.Optimal Control, Linear Quadratic Methods, Anderson & Moore, Prentice Hall, 1989.
      3.Linear Systems, Thomas Kailath, Prentice Hall, 1980.
      4.Linear Optimal Control, Jeffrey B. Burl, Addison Wesley, 1999.
      5.Linear Optimal Control Systems, Kwakernaak, Sivan, John Wiley, 1972.
      6.Linear Optimal Control, Anderson & Moore, Prentice Hall, 1971.
      7.Optimal State Estimation, Kalman, H Infinity, & Nonlinear Approaches, Dan Simon, Wiley, 2006.
      8. کنترل مدرن، تئوری و کاربرد، دکتر محمدعلی معصوم نیا، موسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف،1395
      9. جزوه درس کنترل چند متغیره، دکتر محمد علی معصوم نیا، دانشگاه صنعتی شریف
طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

مقدمه، معرفی و اهداف درس، مروری بر طراحی کنترل کننده برای سیستم های تک ورودی – تک خروجی خطی، سیستم حلقه بسته استاندارد

2

اصل مد داخلی، خطاهای مدلسازی، پایداری و عملکرد مقاوم، حد فاز و حد بهره، طراحی کنترل کننده به روش پاسخ فرکانسی

3

سیستم های چند متغیره، روش نمایش ماتریس تابع تبدیل و فضای حالت، یادآوری مفاهیم کنترل پذیری و رویت پذیری، تحقق مینیمال

4

سیستم حلقه بسته استاندارد چند متغیره، تابع تبدیل حلقه بسته، تابع حساسیت، یادآوری مفاهیم جبر خطی، حلقه و میدان، فضای برداری، زیر فضا، استقلال خطی، پایه و بعد

5

تبدیلات خطی، چهار زیرفضای بنیادی در ماتریس ها، تعریف نرم و اندازه، ضرب داخلی

6

نرم در ماتریس ها، تجزیه ماتریس به مقادیر استثنایی

7

قطب و صفر در سیستم های چند متغیره، مد های تحقق، قطبهای تابع تبدیل، صفرهای تحقق، صفرهای تابع تبدیل

8

قانون نایکوئیست و پایداری سیستم های چند متغیره، اصل آرگومان، مدلسازی خطا در ورودی و خروجی سیستم، قضیه پایداری مقاوم

9

جبران کننده های مدل مبنا، فیدبک حالت، رویتگر حالت، خواص فیدبک حالت و رویتگر حالت

10

بهره حلقه، ترکیب فیدبک حالت و رویتگر حالت، کنترل کننده ترکیب فیدبک حالت و رویتگر حالت

11

رگولاتور بهینه، روشهای انتخاب ماتریس های وزن

12

حد فاز و حد بهره در سیستم های چند متغیره، خواص رگولاتور بهینه

13

متغیرهای تصادفی و توابع توزیع احتمال، مقدمه ای بر فرآیندهای تصادفی، توابع همبستگی و خود همبستگی، نویز سفید، اثر نویز سفید بر سیستمهای خطی نامتغیر با زمان

14

فیلتر کالمن، خواص فیلتر کالمن

15

بازیابی بهره حلقه بخش اول

16

بازیابی بهره حلقه بخش دوم، تعریف نوع در سیستم های چند متغیره

هدف از طرح درس

آشنایی با سیستم های چند متغیره و خواص آنها از جمله مفهوم صفر و قطب، جایگاه بردارهای ویژه سیستم در ویژگیهای رفتاری، تحلیل حساسیت به عدم قطعیت و اغتشاش، ویژگیهای سیستم حلقه بسته مقاوم و روش طراحی کنترل کننده مقاوم برای سیستم های چند متغیره (چند ورودی – چند خروجی) خطی

عنوان استاتیک
مقطع تحصیلی کارشناسی
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مکانیک
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

ریاضی عمومی 1 - فیزیک پایه مهندسی 1

نحوه ارزیابی

تمرین و کار کلاسی - 15 درصد

امتحان میان ترم 1 و 2 - 40 درصد

امتحان پایان ترم - 45 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و نوشتن در تخته سیاه

منابع
              1.Engineering Mechanics, Statics, 8th Ed., Meriam, Kraige, Bolton, 2015.
              2.Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics, 9th Ed., Beer, Johnston et al, 2010.
              3.Engineering Mechanics, Statics, 12th Ed., Hibbeler, 2010.
طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

تعریف ریاضی بردار و مفهوم برابری دو بردار، جمع بردارها و قوانین مثلث و متوازی الاضلاع، تجزیه یک بردار به مؤلفه ها، دستگاه مختصات دکارتی و بیان دکارتی بردار، تبدیل بیان بردار از مختصات قطبی به دکارتی و بر عکس

2

تعریف بردار واحد و تصویر یک بردار در یک امتداد، توصیف بردار در دستگاه مختصات سه بعدی و مفهوم کسینوسهای هادی، مختصات کروی، ضرب داخلی دو بردار در مختصات قطبی و دکارتی، بیان تصویر یک بردار در یک امتداد بر حسب ضرب داخلی

3

ضرب خارجی دو بردار، دستگاههای راستگرد و چپگرد، جمع چند بردار با استفاده از تجزیه در دستگاه دکارتی، یادآوری مفهوم نیرو و قوانین نیوتن در حرکت، قانون گرانش، دستگاهها و یکاهای ابعادی و اندازه گیری

4

تعریف فیزیکی بردار و آشنایی با انواع بردارها از نظر فیزیکی، تعریف نیرو و اثرات خارجی و داخلی نیرو در اجسام، تعریف دوران و اثر دورانی نیرو به نام گشتاور

5

روشهای محاسبه گشتاور شامل روش هندسی، روش برداری و روش قانون وارینیون، تعریف کوپل یا گشتاور زوج نیرو

6

انتقال خط اثر نیرو، برآیندها نیرو و سیستم نیروی معادل، گشتاور و کوپل سه بعدی، سیستم نیروی معادل در سه بعد، مفهوم برآیند پیچ گوشتی وار

7

تعریف سیستم مکانیکی و سیستم مرجع و سیستم خارجی، رسم دیاگرام آزاد به روش ایزوله کردن سیستم مکانیکی، قانون تعادل نیوتن برای ذرات، اجسام صلب و تعادل دورانی، تعادل کلی حرکتی و دورانی اجسام

8

حل مثالهای تعادل اجسام، تعریف عضو دو نیرویی و سه نیرویی، معادلات تعادل جایگزین

9

تعادل اجسام در سه بعد، حل مثالهای تعادل اجسام در سه بعد

10

سازه ها، تعریف سازه های ثابت و متحرک، تعریف سازه های خرپا و قاب، تحلیل نیرو در سازه های خرپا به روش مفاصل، نیروی داخلی در اعضاء خرپا

11

تحلیل سازه های خرپا به روش مقاطع، اتصالات ضربدری، تحلیل سازهای قاب و ماشین

12

مفهوم بارهای گسترده حجمی، شدت نیروی حجمی، نیروی معادل و محل اثر نیروی معادل، نیروی جاذبه و محاسبه مرکز ثقل اجسام به روش انتگرال گیری

13

محاسبه مرکز ثقل اجسام مرکب، بارهای گسترده سطحی، شدت نیروی سطحی و تنش، نیروی معادل و محل اثر نیروی معادل، تیرها، محاسبات بار گسترده بر روی تیرها

14

نیروهای داخلی در تیرها، دیاگرامهای نیرو محوری، نیروی برشی و گشتاور خمشی، محاسبات نیروهای داخلی در تیرها به روش انتگرالگیری

15

نیروی اصطکاک و تعریف آن، تعریف آستانه حرکت و ضرائب اصطکاک ایستایی و پویایی، مثالهای مربوط به اصطکاک

16

اصطکاک در ماشینها شامل تسمه ها، گوه ها، ترمز، پیچ ها و کاربرد آنها

17

کار مجازی و استفاده از روشهای مبتنی بر انرژی در تحلیل نیرو در ماشینها و سازه ها
هدف از طرح درس

یادگیری مفهوم تعادل و تعادل مکانیکی، یادگیری مفهوم نیرو و اثرات نیرو بر اجسام، بررسی شرایط تعادل اجسام صلب، کاربرد قوانین تعادل در تحلیل نیرو در سازه ها و ماشین ها، تکمیل یادگیری مفهوم نیرو و مفهوم نیروهای گسترده و بررسی مراکز جرم و مفهوم نیروهای داخلی

عنوان کنترل اتوماتیک (کنترل خطی)
مقطع تحصیلی کارشناسی
مکان برگزاری دانشکده مهندسی مکانیک - گروه مهندسی مکانیک
تعداد واحد ۳
پیش نیاز درس

ارتعاشات مکانیکی

معادلات دیفرانسیل

ریاضیات مهندسی

 

نحوه ارزیابی

تمرین و فعالیت کلاسی - 15 درصد

میان ترم - 30 درصد

پایان ترم - 55 درصد

روش تدریس

ارائه با پاورپوینت و تخته سیاه

منابع
      1.Signals and Systems, Oppenheim, Willsky, 1982.
      2.Modern Control Engineering, Ogata, 3rd Ed., 1997.
      3.Modern Control Systems, Dorf, Bishop, 12th Ed., 2011
      4.Feedback Control of Dynamic Systems, Franklin, Powell, Emami Naeini, 7th Ed., 2015.
      5.Automatic Control Systems, Golnaraghi, Kuo, 9th Ed., 2010.
      .6طراحی کنترل کننده های خطی، معصوم نیا، انتشارات دانشگاه صنعتی شریف
7.Linear Control System Analysis and Design, D’Azzo, Houpis, 5th Ed., 2003.
●
طرح درس

هفته

عناوین موضوعات درس

1

مقدمه، معرفی و اهداف درس، سیستم های تک ورودی-تک خروجی خطی، تعریف سیگنال و سیستم، خواص سیستمها، خطی بودن، پایداری، سببی، تغییر ناپذیر با زمان، دینامیکی

2

ورودیهای استاندارد، ضربه، پله، شیب، پاسخ سیستم به ورودی، سیستم های خطی و انتگرال کانولوشن، پایداری ورودی-خروجی برای سیستم های خطی تغییر ناپذیر بازمان، تعریف تابع تبدیل و قطبهای سیستم

3

تبدیل فوریه و لاپلاس، ناحیه همگرایی تبدیل لاپلاس، شرایط دیریکله و پایداری در حوزه فرکانس

4

خواص تبدیل لاپلاس، سیستمهای خطی تغییر ناپذیر با زمان سببی، معکوس تبدیل لاپلاس

5

عملیات روی سیستم ها- اتصال سری، اتصال موازی و اتصال فیدبک خواص قطب و صفر سیستم مرکب در اتصالات مختلف، امکان تغییر ویژگیهای رفتاری سیستم در اتصال فیدبک، سیستمها کنترل حلقه باز و حلقه بسته، تغییرات در مدل سیستم و اغتشاش خارجی

6

سیستم حلقه بسته استاندارد، دیاگرامهای بلوکی و ساده کردن آنها، روش دیاگرام جریانی سیگنال و فرمول بهره میسون

7

مدلسازی سیستم های دینامیکی – سیستم های مکانیکی و ارتعاشی، روش فضای حالت و معادلات حالت

8

سیستم های غیرخطی و روش خطی کردن سیستم ها، مثال حرکت ماهواره، سیستمهای هیدرولیکی، سیتم کنترل سطح مایع

9

عملگرهای هیدرولیکی، سیستم های کنترل مکان، موتورهای DC، جبران کننده های پیش فاز و پس فاز

10

پاسخ زمانی سیستمها، سیستمهای مرتبه اول، سیستمهای مرتبه دوم، فرکانس طبیعی و ضریب میرایی، پاسخ پله و شیب، اثر صفر بر پاسخ سیستم

11

خطاهای ماندگار، تعریف نوع سیستم، اصل مد داخلی، پاسخ فرکانسی سیستم ها، تعریف پاسخ فرکانسی

12

دیاگرام بود، مشتق گیر، انتگرال گیر، سیستم مرتبه اول، سیستم مرتبه دوم، جبران کننده های پیش فاز و پس فاز

13

دیاگرام قطبی، کارآیی سیستم های کنترلی بر اساس پاسخ فرکانسی، المانهای تاخیری

14

پایداری سیستم های خطی، پایداری نقطه تعادل در سیستم های غیر خطی، روش راوث-هورویتز برای بررسی پایداری سیستم های خطی

15

تحلیل پایداری در حوزه فرکانس، اصل آرگومان و قضیه نایکوئیست، حد فاز و حد بهره

16

طراحی کنترل کننده بر اساس پاسخ فرکانسی

17

روش مکان ریشه ها

هدف از طرح درس

آشنایی با مفاهیم سیگنال و سیستم، رفتار ورودی و خروجی سیستم ها، پایداری و ردیابی و کاربرد آن در تحلیل رفتاری سیستم های خطی و روش های طراحی کنترل کننده برای این سیستم ها