机械工程学院关于海外教师主导的研究生全英文课程《移动机器人控制》选课通知

时间:2025-06-03浏览:10设置


课程名称:《移动机器人控制》 Mobile Robot Control – A Systems Approach

课程编号:2523079001

课程学分:2学分(24课时+8实验课时)

课程简介:

课程主要从系统角度了解移动机器人的基本功能(引导、导航、控制)及其在闭环系统中的分布和交互作用。主要内容包括: 移动机器人运动学(运动动态模型、运动动态约束、2维平面环境中轮式机器人)、移动机器人定位(坐标系和变换、航迹推算、距离方位计算、状态空间模型、卡尔曼滤波技术、传感器融合、同时定位和映射-SLAM、可观测性与一致性、滤波性能评估)、移动机器人测绘(术语和定义、地图类型、已知姿势和栅格地图的测绘)、移动机器人导航(一般概念、可控性、微分平滑性、避免碰撞、局部规划方法、全局规划-确定性方法、全局规划-随机方法)和移动机器人跟踪控制(一般控制结构、非线性跟踪控制器综合)。

课程通过移动机器人系统的建模、控制、仿真分析等基础理论和案例分析,培养学生对以移动机器人为代表的机电一体化系统的建模、数值仿真、控制设计的能力,为日后的科研或技术开发工作打下基础。

课程内容框图


授课对象:面向机械工程学院全体研究生

授课方式:线下授课

课程容量50

授课时间917日至1017日,具体安排见下表。

授课地点紫金港校区教室,待定。

主讲人简介:Klaus Janschek教授是机电系统控制与自动化领域国际著名专家,在先进控制系统理论及其航天机电系统应用领域取得了突出成就。他1982年于奥地利格拉茨工业大学(TU Graz, Austria)获控制系统工学博士学位。1982-1995年在德国戴姆勒奔驰等公司从事控制系统研发和技术管理工作。1995年起任德国德累斯顿工业大学(TU Dresden)电气与计算机工程学院自动化工程讲席教授、自动化研究所所长以及机械工程学院联合教授,2009-2012年曾任该院院长。2005年在美国斯坦福大学做客座教授。他的研究专长包括视觉导航、数据融合、移动机器人、光学数据处理与光机电一体化、系统设计(系统辨识、性能评估、离散事件系统、机电系统)等。

现任国际自动控制联合会(IFAC)技术局成员,IFAC机械电子学、机器人及元部件协调委员会主席(CC 4 Chair),IFAC应用论文评奖委员会主席,美国航空航天学会(AIAA)委员,德国航空航天学会(DGLR)委员。1999-2009年任德国自动化期刊at-Automatisierungstechnik编委。他曾任德国测量与自动化工程学会(GMA)理事与顾问委员会委员,2003年当选工业合作研究协会(AiF)科学评审理事会理事,2008年当选德国科学研究基金会(DFG)自动化、控制系统及机器人专业科学顾问,2009年任德国科学与人文科学委员会电气工程学科评审专家。2009年获德国Oldenbourg出版社学术期刊atp奖,2004年获IFAC3届机电系统国际会议最佳论文奖及期刊at-Automatisierungstechnik最佳论文奖,20112013年两次获德国VDI机械电子学研讨会最佳论文奖。他担任过很多国际学术会议的主席,并将任2020IFAC世界大会协调主席,2005年至今担任德国机械电子学大会程序委员会共同主席。曾任2010IFAC5届机电系统国际会议的国际程序委员会(IPC)副主编,2006IFAC4届机电系统国际会议IPC主席,2004年德国GMA机电系统设计研讨会程序委员会主席,2001Boppard控制工程学术研讨会程序委员会主席。

合作教师:杨灿军教授,ycj@zju.edu.cn朱笑丛副教授,zhuxiaoc@zju.edu.cn

课程考核方式:作业(40%~60%)+线下闭卷考试(60%~40%)



课程内容安排

Unit

90 min

Topic


Homework

1

Introduction

MRC_Intro

Home preparation, see below

2

Kinematics

MRC_L1


3

Localization 1

MRC_L2


4

Revisiting State Space

MRC_L3


5

Kalman Filtering 1

MRC_L4


6

Kalman Filtering 2

MRC_L4


7

Localization 2

MRC_L5


8

Mapping

MRC_L6


9

Observability and SLAM

MRC_L7


10

Controllability and Flatness

MRC_L8


11

Guidance

MRC_L9


12

Tracking Control

MRC_L10


13

Ex-0:Mobile Robot Simulation Framework

MRC_Ex0


14

Ex-1: Kinematics Exercise

MRC_Ex1

HW-1

15

Ex-2: Kalman Filter

MRC_Ex2

HW-2

16

Ex-3: Localization Exercise 2 (EKF) – Solution, Theory

MRC_Ex3_1


17

Ex-3: Localization Exercise 2 (EKF) – Simulation Presentation

MRC_Ex3_2

HW-3

18

Oral/Written Exam



Schedule 2025

Day

Date

Time (Beijing)

Unit

1

Wed Sep 17

18:50-20:25

Introduction

2

Thu Sep 18

18:50-20:25

L1 + Ex0

3

Fri Sep 19

18:50-20:25

L2

4

MonSep 22

18:50-20:25

L3

5

Wed Sep 24

18:50-20:25

Ex1 / HW-1 submission + discussion

6

ThuSep 25

18:50-20:25

L4 part-1

7

Fri Sep 26

18:50-20:25

L4 part-2

8

Mon Sep 29

18:50-20:25

L5

9

Tue Sep 30

18:50-20:25

L6

10

Thu Oct 9

18:50-20:25

Ex2 / HW-2 submission + discussion

11

Fri Oct 10

18:50-20:25

Ex3_1

12

Mon Oct 13

18:50-20:25

L7

13

Tue Oct 14

18:50-21:55**

L8 + L9 **

14

Wed Oct 15

18:50-20:25

L10

15

Fri Oct 17

18:50-20:25

Ex3_2 / HW-3 submission + discussion

16

To be defined

To be defined

Exam

Legend:  BLACK … lectures, BLUE … exercises, GREEN … examination

请同学根据以上课程时间信息,自行安排选课计划,可相互转告通知,谢谢!

机械工程学院

2025年6月3日


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