AS Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt (2-6 op) Vastuuopettaja: Opetusperiodi: Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet:

Transkriptio

1 AS Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt (2-6 op) Vastuuopettaja: Jorma Selkäinaho Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: Yhden työn (0,5op) työmäärä on 3,5 h (esikuulustelu + laboratoriotyö) + 8 h (itsenäinen työ). Kurssissa on suoritettava vähintään 4, maksimissaan 12 työtä. Osaamistavoitteet: Kurssin käytyään opiskelija tuntee automaatio- ja säätösuunnittelun eri vaiheet niin laitteiston kuin teoreettiseen käsittelyyn osalta. Kurssin päätyttyä opiskelijalla on kokemusta em. vaiheiden monipuolisesta toteutuksesta käytännössä, useiden erilaisten sovellusten yhteydessä. Sisältö: Kurssin perusaineksen muodostavat teollisuusautomaation peruskomponenttien toiminnan ja käytön opiskelu. Kurssilla tutustutaan tämän alan eri aihepiireihin todellisia prosesseja tai koneita ohjaten sekä tietokonesimulointeja hyödyntäen. Aiheita ovat mm. digitaaliset ohjausalgoritmit, fuzzy-säätö, optimiohjaus, säätöpiirien viritys, stabiiliustarkastelu, identifiointi, konenäkö ja odometria. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Laboratoriotyöt, työkohtaiset esiselostustehtävät ja esikuulustelut. Kaksi laboratoriotyötä/op assistentin ohjauksessa (väh. 4 työtä). Työt suoritetaan kolmen hengen ryhmissä. Oppimateriaali: Työohjeet, esitehtävät. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS ja kurssin AS Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt. Kurssin kotisivu: Esitiedot: Perustiedot automaatio- ja säätötekniikasta, Matlab-osaamisesta on apua. Arvosteluasteikko: Laboratoriotyöt, esiselostustehtävät ja esikuulustelut on suoritettava hyväksytysti (arvosan hyväksytty/hylätty). Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kurssin opetus perustuu laboratorioassistenttien antamaan lähiopetukseen sekä varta vasten koottuun materiaaliin. Koska materiaali on pääosin suomenkielistä, on opetuskieli suomi, mutta ohjausta voidaan antaa myös tarvittaessa englanniksi. Kurssi pidetään vielä syksyllä Uusi korvaava kurssi syksyllä AS Laboratoriearbeten inom automations- och systemteknik (2-6 sp) Ansvarig lärare: Jorma Selkäinaho Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: Ett arbete (0,5sp) innehåller 3,5 h (förhör och laboratoriearbete) + 8 h (självständigt arbete). Minst 4 och maximum 12 arbeten måste avläggas. Lärandemål: Efter avlagd kurs känner studeranden till de olika stegen i automations- och reglerplanering för utrustningens och den teoretisk bearbetningens del. Studeranden har erfarenhet i praktiken de ovannämnda stegen i många olika tillämpningar. Innehåll: Kursens grundmaterial är studiet av funktion och praxis av grundkomponenter i industriautomationen. På kursen blir studeranden bekant med det här områdets olika ämnesområden genom styrning av verkliga processer och maskiner samt utnyttjande av datorsimulering. Ämnen är bland annat digitala styralgoritmer, fuzzy-reglering, optimalreglering, inställning av regulatorer, stabilitetsanalys, identifiering, artificiell syn och odometri. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Laboratoriearbeten i grupper av tre personer. Varje arbete innehåller förberedande uppgifter och ett förberedande förhör. Två laboratoriearbeten/sp (minst 4 arbeten) under vägledning av övningsassistent. Studiematerial: Arbetsinstruktioner, förberedande uppgifter. Ersättande prestationer: Kursen ersätter studieperioden AS och kursen AS Laboratoriearbeten i automation- och systemteknik. Kursens webbplats: 1

2 Förkunskaper: Grundkunskaper i automations- och reglerteknik. Bedömningsskala: Laboratorioarbeten, förberedande uppgifter och förhör utvärderas (godkänt/underkänt). Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Kursmaterial är huvudsakligen på finska och undersvisningsspråk är finska, men det är möjligt att få instruktion på engelska också. Kursen hålles ännu hösten En ny ersättande kurs hösten AS Laboratory Exercises in Control and Automation Engineering (2-6 cr) Responsible teacher: Jorma Selkäinaho Teaching Period: I - II Workload: One exercise (0,5cr) contains 3,5 hrs (preliminary hearing + laboratory work) and 8 hrs (independent work). The course consists of minimum 4 and maximum 12 laboratory exercises. Learning Outcomes: At the end of the course the student knows the different phases of automation and control design including both equipment and theoretical aspects. The student has experience how to implement these phases to many different kinds of applications. Content: Functions and use of basic components in industrial automation. Control of real processes and machines as well as computer simulation. Topics include digital control, fuzzy control, optimal control, controller tuning, stability checking, identification, machine vision and odometry. Assessment Methods and Criteria: Laboratory exercises are conducted in groups of three students. Each exercise includes preliminary tasks as well as a preliminary hearing. 2 exercises/cr (min. 4 exercises) under guidance of an exercise assistant. Study Material: Exercise instructions (mainly available in Finnish, some in English, too), preliminary tasks. Substitutes for Courses: Replaces the courses AS and AS Course Homepage: Prerequisites: Basic knowledge of automation and control engineering. Knowledge of Matlab is of use. Grading Scale: Laboratory exercises, preliminary tasks and preliminary hearingd are graded (Pass/Fail). Language of Instruction: Primarily Finnish. Can be taken in English upon request. Further Information: The language of the instruction and the course material is mainly available in Finnish. However, it is possible to get personal guidance also in English. The course will be given the last time in A new replacing course in AS Automaatio- ja systeemitekniikan seminaari (3 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger; Quan Zhou; Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Ville Kyrki Opetusperiodi: I - II, III - V Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Seminaariesitelmän pitäessään opiskelija oppii tiivistämään olennaisen ja esittämään sen kuulijoille havainnollisesti. Lisäksi hän saa kriittistä palautetta työstään. Sisältö: Ylemmän perustutkinnon seminaari on pakollinen automaatio- ja systeemitekniikan pääaineen syventävissä moduuleissa. Opiskelija valmistelee ja pitää seminaarissa esitelmän diplomityönsä teoria- ja menetelmäosuudesta sekä pitää varsinaisen diplomityöesitelmän seminaarin yhteydessä. Vaihtoehtoisesti, jos diplomityö ei ole vielä alkanut, opiskelija voi valmistella ja pitää seminaariesitelmän häntä itseään kiinnostavasta ja vastuuprofessorin hyväksymästä automaatio- ja systeemitekniikkaan liittyvästä aiheesta. Lukuvuodesta alkaen kaikki laitoksen diplomityöesitelmät 2

3 pidetään seminaarin yhteydessä. Seminaaritilaisuudet ovat kaikille avoimia ja niistä tiedotetaan aktiivisesti. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS , AS ja AS Esitiedot: Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Opintojakson www-sivut. Seminaarin pääkielenä on suomi. Esityksen voi pitää myös ruotsiksi tai englanniksi. AS Seminarium i automations- och systemteknik (3 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Quan Zhou; Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Ville Kyrki Undervisningsperiod: I - II, III - V Arbetsmängd: Lärandemål: Genom att hålla seminariepresentationer lär sig studenten att fokusera i det väsentliga, när han / hon presenterar material från sitt diplomarbete för publik. Uppmuntrande och till och med kritisk feedback fås omedelbart från åhörarna. Innehåll: Seminariet i det högre utbildningsprogrammet är obligatoriskt i alla fördjupande moduler i automations- och systemteknik. Studenten förbereder och håller ett föredrag om teori och metoder i sitt diplomarbete. Dessutom håller han / hon den egentliga diplompresentationen i detta seminarium. Alternativt, om själva diplomarbetet ännu inte har börjat, kan studenten hålla en presentation om något annat tema, som intresserar honom / henne, hör till automations- och systemteknikens område och som har godkänts av professoren. Från läsåret hålls alla institutionens diplomarbetesföredrag i detta seminarium. Tillställningarna är öppna för alla och om dem informeras aktivt. Ersättande prestationer: AS , AS och AS Förkunskaper: Huvuddelen av studierna i det högre utbildningsprogrammet. Bedömningsskala: 1-5 Studieperioder Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Kursens www-sidor. Seminariets huvudspråk är finska. Presentationerna kan även hållas på svenska eller engelska. AS Seminar in Automation and Systems Technology (3 cr) Responsible teacher: Kai Zenger; Quan Zhou; Valeriy Vyatkin; Arto Visala; Ville Kyrki Teaching Period: I - II, III - V (Autumn, Spring) Workload: Learning Outcomes: The students learn to focus on the essential points in their diploma thesis work by giving short presentations to others and by getting immediate feedback from them. Content: This Master-level seminar is obligatory in all Level 3 modules of Automation and Systems Engineering. The students prepare and give the first presentation based on the theory and methodology part of their master s thesis. That takes place in the intermediate phase of the thesis work. The second presentation is the required master degree presentation given by the student in the final stage of the thesis work. Alternatively, if the student has not started the master thesis or if it is in a very preliminary state, the student can prepare and have the seminar presentation on some other interesting topic related to automation and systems engineering. The topic must then be approved by the supervising professor. From the academic year on all master degree presentations will be given in this seminar. Seminar sessions are open to everyone. Substitutes for Courses: AS , AS and AS Prerequisites: Master level studies in final phase. Evaluation: 1-5 Courses 3

4 Language of Instruction: Finnish. Further Information: The www-pages of the course. Main language is Finnish, but the presentations can be given also in Swedish or English. AS Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt (V) (2-9 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger; Pekka Forsman; Heikki Hyyti; Seppo Sierla Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Osaamistavoitteet: Kurssin suorittuaan opiskelija on tutustunut ja toteuttanut yhden automaatioalaan liittyvän pienimuotoisen sovelluksen. Hän on tutustunut projektimuotoiseen työskentelyyn, ryhmätyöhön ja raportointiin. Sisältö: Ylemmässä perustutkinnossa automaatio- ja systeemitekniikan pääaineen syventäviin moduuleihin olennaisena osana kuuluvia pienimuotoisia learning by doing - projekteja. Aiheet liittyvät meneillään oleviin laitoksen tutkimusprojekteihin tai opetuksen kehittämiseen, Tutkijat toimivat töiden ohjaajina. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Työt tehdään valitusta aiheesta kahden tai useamman opiskelijan ryhmissä ennalta sovitun työnjaon ja aikataulun mukaan projektityöskentelyn periaatteiden mukaisesti. Projektin etenemisestä raportoidaan muille osallistujille sekä puolimatkassa että projektin valmistuttua. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS , AS , AS , AS , AS Esitiedot: Perustiedot automaatio-, systeemi- ja tietotekniikasta. Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Arvosteluasteikko: 1-5 Opintojaksot Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Työ on mahdollista tehdä ja raportoida suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi. AS Projektarbeten i automations- och systemteknik (V) (2-9 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger; Pekka Forsman; Heikki Hyyti; Seppo Sierla Undervisningsperiod: I - II, III - IV Arbetsmängd: Lärandemål: Efter att ha utfört kursen har studenten planerat och genomfört en praktisk tillämpning inom automationssektorn. Han / hon har bekantat sig i arbetet i projektform, i grupparbete och rapportering. Innehåll: Mindre forsknings-, utrednings- och utvecklingsprojekt med varierande innehåll från olika applikationer i automation. Projektarbetet genomförs individuellt eller i små projektgrupper enligt överenskommen tidtabell. Projektarbeten utdelas i inledningslektionen, rapporteras regelbundet både skriftligt och genom presentationer, och utförs enligt given tidtabell. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Projekt plan, interimsrapporter, slutrapport, projekt presentation. Ersättande prestationer: Ersätter kurserna AS , AS , AS , AS , AS Förkunskaper: Grundkunskaper i automations-, system- och informationsteknik. Huvuddelen av högre utbildningsprogrammet studier genomförda. Bedömningsskala: 1-5 Studieperioder Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Projekten kan genomföras och rapporteras på finska, svenska eller engelska. AS Project Works in Automation and Systems Technology (V) (2-9 cr) Responsible teacher: Kai Zenger; Pekka Forsman; Heikki Hyyti; Seppo Sierla 4

5 Teaching Period: I - II, III - IV (Autumn, Spring) Workload: Learning Outcomes: After finishing the course the student has done a small-scale project related to the automation field. He / she is familiar with the particular application studied, working in a project, group work and project presentations. Content: Small research projects from different fields of automation. The topic of each project work range from general automation technology to control engineering and information technology in automation. Each work is performed individually or in small project groups. Each group receives a problem during the opening lecture of the course and reports its progress regularly both literally and by giving short presentations. The work must be finished within a given time period. Assessment Methods and Criteria: Project plan, intermediate reports and presentations, final report, project presentation. Substitutes for Courses: Replaces the courses AS , AS , AS , AS , AS Prerequisites: Basic knowledge of automation, control engineering and computer technology. Evaluation: 1-5 Courses Language of Instruction: Finnish. Further Information: It is possible to do the project and reports in Finnish, Swedish or English. AS Wired and wireless automation L (5 cr) Responsible teacher: Timo Oksanen Teaching period: III-IV Workload: (2+1) Learning Outcomes: After completing the course the student is familiar with the basics and constraints of networked communications in automation. The student understands the properties of and differences in various communication technologies and between wired and wireless solutions. The student is also able to design, simulate and implement networked automation-oriented applications both in wired and wireless medium. Content: Motivation for using networks in automation, network properties and topologies. Standards for wired and wireless communication in automation and remote applications. Wireless communication and medium access. Energy, quality of service and security in wireless networks. Networks and standards in automotive and mobile machine applications. Control over networks with packet loss and time delays. Simulation of wireless control systems. Assessment Methods and Criteria: Lectures, laboratory exercises, examination. Study Material: Lecture slides and additional reading Substitutes for Courses: AS or AS , korvaa osittain kurssit AS ja AS Prerequisites: Basics of automation and systems technology (e.g. AS , AS , AS ). Basics in fieldbus technologies Evaluation: 1-5 Language of Instruction: English AS Wired and wireless automation L (5 sp) Ansvarig lärare: Timo Oksanen Undervisningsperiod: III-IV Arbetsmängd: (2+1) 5

6 Lärandemål: After completing the course the student is familiar with the basics and constraints of networked communications in automation. The student understands the properties of and differences in various communication technologies and between wired and wireless solutions. The student is also able to design, simulate and implement networked automation-oriented applications both in wired and wireless medium. Innehåll: Motivation for using networks in automation, network properties and topologies. Standards for wired and wireless communication in automation and remote applications. Wireless communication and medium access. Energy, quality of service and security in wireless networks. Networks and standards in automotive and mobile machine applications. Control over networks with packet loss and time delays. Simulation of wireless control systems. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Lectures, laboratory exercises, examination. Studiematerial: Lecture slides and additional reading Ersättande prestationer: AS or AS , delvis etsätter kurser AS och AS Förkunskaper: Basics of automation and systems technology (e.g. AS , AS , AS ). Basics in fieldbus technologies Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English AS Wired and wireless automation L (5 cr) Responsible teacher: Timo Oksanen Teaching Period: III-IV Workload: (2+1) Learning Outcomes: After completing the course the student is familiar with the basics and constraints of networked communications in automation. The student understands the properties of and differences in various communication technologies and between wired and wireless solutions. The student is also able to design, simulate and implement networked automation-oriented applications both in wired and wireless medium. Content: Motivation for using networks in automation, network properties and topologies. Standards for wired and wireless communication in automation and remote applications. Wireless communication and medium access. Energy, quality of service and security in wireless networks. Networks and standards in automotive and mobile machine applications. Control over networks with packet loss and time delays. Simulation of wireless control systems. Assessment Methods and Criteria: Lectures, laboratory exercises, examination. Study Material: Lecture slides and additional reading Substitutes for Courses: AS or AS , partly replaces courses AS and AS Prerequisites: Basics of automation and systems technology (e.g. AS , AS , AS ). Basics in fieldbus technologies Grading Scale: 1-5 Language of Instruction: English AS Automaation tietotekniset järjestelmät (5 op) Vastuuopettaja: Pekka Aarnio Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Kurssin yleisenä tavoitteena on antaa perustuntemus sulautettujen työkonejärjestelmien tietoteknisten komponenttien toimintaperiaatteista ja käyttöjärjestelmän merkityksestä reaaliaikaisen ohjauksen varmistajana. Kurssilla 6

7 pyritään korostamaan työkoneiden ohjelmistojen systemaattisen ja mallipohjaisen kehitysprosessin merkitystä kehitettävän työkoneen laadun ja turvallisuuden kannalta. Kurssin suoritettuaan opiskelija ymmärtää sulautettuihin reaaliaikajärjestelmiin liittyvät keskeiset käsitteet ja ominaispiirteet ja tietää erityisesti työkoneiden ohjausjärjestelmien yleisimmät toteutusratkaisut; tuntee työkoneiden ohjauksessa käytettävien tietokoneiden ja suorittimien perusarkkitehtuurit ja keskeisimpien väyläratkaisujen yleispiirteet sekä osaa arvioida niiden soveltuvuutta erilaisiin reaaliaikajärjestelmiin; tuntee reaaliaikakäyttöjärjestelmien keskeiset tehtävät ja tietää miten ne eroavat tavallisista käyttöjärjestelmistä sekä ymmärtää millä eri tekijöillä voidaan vaikuttaa reaaliaikavaatimuksen toteutumiseen; kykenee noudattamaan työkonealan V-mallin mukaista ohjelmistonkehitysprosessia kykenee hahmottamaan ohjausohjelmiston hierarkkista arkkitehtuuria graafisessa mallipohjaisessa ohjelmistonkehitysympäristössä ja täydentämään ja modifioimaan työkoneen ohjaussovellusta; kykenee identifioimaan useita toimivia suunnitteluvaihtoehtoja ja arvioimaan niitä ohjelmiston laatuominaisuuksien näkökulmasta; Sisältö: Sulautettujen reaaliaikajärjestelmien peruskäsitteet. Työkoneiden ja laitteiden ohjauksissa sovellettavat suorittimet, käyttöjärjestelmät ja väylät (esim. CANväylä). Mikroprosessorien, mikrokontrollerien ja FPGA-piirien perusarkkitehtuurit. Reaaliaikakäyttöjärjestelmän tehtävät prosessien aikataulutuksen, kommunikoinnin ja keskeytysten hallinnassa. Sulautettuja ohjausohjelmistoja tukevat suunnittelu- ja toteutusmenetelmät ja niihin liittyvät työkalut. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Ilmoitetaan kurssin alkaessa Nopassa. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Perustiedot automaatio-, säätö- ja tietotekniikasta. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Kurssi pidetään viimeisen kerran: syksy AS Informationstekniska system inom automation (5 sp) Ansvarig lärare: Pekka Aarnio Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Lärandemål: Efter kursen förväntas studenten: ha grundförmågor om essentiella mjuk- och hårdvarutekniker för att kunna designa och realisera inbyggda apparat- och maskinstyrsystem samt mindre automationssystem kunna och förstå essentiella begrepp om inbyggda realtidssystem, deras egenskaper och speciellt de vanligaste sätten för att förverkliga styrsystem för arbetsmaskiner känna vanligaste arkitekturer och busslösningar för datorer och processorer som används för styrning av arbetsmaskiner känna de viktigaste funktionaliteter i realtidsoperativsystem och veta hur de skiljer sig från vanliga operativssystem känna typiska programutvecklingsprocesser och modeller för etappindelning med övningsarbetet som grund, förstå grunderna i grafisk modelbaserad programutveckling och få erfarenhet om ett modelleringsverktyg 7

8 Innehåll: Grundbegreppen av realtidsystem och inbyggda system. Processorer, operativsystem, datanätverk och bussar som tillämpas i maskinautomation och -styrning (t.ex. CAN-bus). Mikroprosessor, mikrokontroller och FPGA-krets arkitektur. Planeringsoch realiseringmetoder för inbyggda styrprogram. Övningsarbete. Innehåll: Grundbegreppen av realtidsystem och inbyggda system. Processorer, operativsystem, datanätverk och bussar som tillämpas i maskinautomation och -styrning (t.ex. CAN-bus). Mikroprosessor, mikrokontroller och FPGA-kretsarkitektur. Planeringsoch realiseringmetoder för inbyggda styrprogram. Övningsarbete. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Tentamen och övningsarbete. Studiematerial: Meddelas i Noppa-portalen. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkunskaper i automations- och reglerteknik. Grundkunskap i datateknik. Bedömningsskala: Både tentamen och övningsarbetet tas till hänsyn i totalbedömning (1-5). Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Kursen ges sista gången hösten AS Information Technology Applications in Automation (5 cr) Responsible teacher: Pekka Aarnio Teaching Period: I - II (Autumn) Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The general goal of the course is to give a basic understanding of the software components of an embedded work machine control system. The realtime nature of these applications is emphasized by focusing on the role of the operating system. The quality and safety of the control software is pursued with a systematic development process and architectural design principles that are relevant for the work machine industry. After passing the course, the student will: understand the key terms and characteristics of embedded real-time systems and know the most common implementations for work machines know the work machine domain's essential computer and processor architectures and network solutions and be able to apply them to different realtime systems know the real-time operating system's essential functions and know how they differ from ordinary operating systems and understand the factors impacting the realization of real-time requirements be able to comply with the work machine domain's software development V- model be able to navigate the hierarchical control software architecture in a graphical programming environment and to complete and modify the application be able to identify several design alternatives with similar functionality and to evaluate their software quality characteristics Content: Basic concepts of embedded real time systems. Processors and networks (e.g. CAN) used in work machine and device control. Basic architectures of microprocessors, microcontrollers and FPGA-circuits. The real-time operating system's tasks in scheduling processes and managing communications and interrupts. Design and implementation methods of embedded control systems and supporting tools. Assignment work. Assessment Methods and Criteria: Examination and assignment work. Study Material: Will be announced at Noppa-portal. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Basic knowledge of automation and control engineering. Basic knowledge of computer sciences. Grading Scale: Course grade (1-5) depends on examination and assignment points. 8

9 Language of Instruction: Finnish. Further Information: The course will be given the last time AS Teollisuuden tietojärjestelmät (5 op) Vastuuopettaja: Ilkka Seilonen Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: (2+2) Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan tietävän miksi ja miten liiketoimintaprosesseja mallinnetaan, tietävän mitkä ovat valmistavan teollisuuden yritysten tärkeimmät tietojärjestelmät ja mitkä ovat näiden tärkeimmät ominaisuudet sekä tietävän miksi ja miten yritysten tietojärjestelmiä integroidaan. Sisältö: Tuotannon organisoituminen verkostuneesti yrityksen sisällä ja yritysten välilä. Toimintaprosessinökökulma ja toimintaprosessien mallinnus. Verkostunutta tuotantotapaa tukevat ohjaus- ja tietojärjestelmät. Järjestelmien integrointi: toiminnanohjauksen järjestelmät, tuotesuunnittelun ja tuotetiedon hallinnan järjestelmät, valmistuksen ohjauksen järjestelmät jne. Integroinnissa tarvittavat ohjelmistotekniset ratkaisut, tietoliikenneväylä;t ja -verkot. Tietoteknisen infrastruktuurin määrittely ja toteutuksen suunnittelu. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti, kotitehtävät ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS /AS /AS Esitiedot: Suositellaan AS /AS Arvosteluasteikko: 1-5 Opetuskieli: Suomi Lisätietoja: Kurssi pidetään viimeisen kerran syksyllä AS Informationssystem inom produktionen (5 sp) Ansvarig lärare: Ilkka Seilonen Undervisningsperiod: I-II Arbetsmängd: (2+2) Lärandemål: Efter avlagd kurs förväntas studeranden veta hur och varför businessprocesser ska modelleras, vilka som är de viktigaste informationssystemen och deras egenskaper i företagen inom produktionsindustrin, och hur och varför informationssystem integreras i företag. Innehåll: O rganisering av nätverksproduktion inom företag och mellan företag. Styrnings- och informationssystem för nätverksproduktion. Integration av system: produktionsstyrningsystem, produktdatasystem osv. Datanätverk och -bussar som behövs i integrationen. Specifiering av den datatekniska infrastrukturen och planering av förverkligandet. Övningsarbete. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Tentamen och övningsarbete. Studiematerial: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS /AS /AS Förkunskaper: Rekommenderas AS /AS Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: Finska Tilläggsinformation: Kursen hålls för sista gången hösten AS Information Systems in Manufacturing Industries (5 cr) 9

10 Responsible teacher: Ilkka Seilonen Teaching Period: I-II Workload: (2+2) Learning Outcomes: After the course the student is expected to know how and why business processes are modelled, know which are the most important information systems in manufacturing industry and which are the most important properties of these, know why and how the information systems of industry are integrated. Content: Networking of production organisations between and inside companies. Business process view and modelling of business processes. Control and information systems supporting networked production. Integration of systems: production management and control systems, product design and product data management systems, manufacturing execution systems, etc. Communication buses and networks and software technologies needed in integration. Specification of the information technological infrastructure and design of its implementation. Assignment work. Assessment Methods and Criteria: Examination and assignment work. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS /AS /AS Prerequisites: AS /AS is recommended. Grading Scale: 1-5 Language of Instruction: Finnish Further Information: The course will be given for the last time AS Automaation tietotekniikan jatko-opintoseminaari L (V) (4-8 op) Vastuuopettaja: Tommi Karhela; Seppo Sierla Opetusperiodi: I - II, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Ryhmätyöskentely (2 + 2) + itsenäinen työskentely. Sisältö: Kurssi on sisällöltään vaihtuva ja siihen pyritään valitsemaan kulloinkin ajankohtaisia teknologisia ja metodologisia aiheita. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kurssi suoritetaan seminaarimuotoisena, jolloin edellytetään osallistuminen seminaareihin, seminaariesitelmä, opponointi, harjoitustyö ja harjoitustehtävien laadinta sekä suorittaminen. Oppimateriaali: Ilmoitetaan kurssin alkaessa Nopassa. Korvaavuudet: AS Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy seminaarityön ja -esityksen sekä seminaariaktiivisuuden mukaan. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. AS Fortsättningsstudier i informationsteknik inom automation L (V) (4-8 sp) Ansvarig lärare: Tommi Karhela; Seppo Sierla Undervisningsperiod: I - II, III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Innehåll: Studieperiodens innehåll varierar och fokuseras på aktuella teknologiska och metodologiska frågor. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Studieperioden avläggs som seminarium: deltagande i seminarien, eget seminarieföredrag, opponering, övningsarbete och hemarbeten. Studiematerial: Meddelas i Noppa-portalen. Ersättande prestationer: AS Bedömningsskala: I totalbedömningen (1-5) tas till hänsyn seminariearbetet, -föredraget och aktiviteten. 10

11 Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. AS Postgraduate Seminar on Information Technology in Automation P (V) (4-8 cr) Responsible teacher: Tommi Karhela; Seppo Sierla Teaching Period: I - II, III - IV (Autumn + Spring) Workload: (2 + 2) Content: Different kinds of technological and methodological subjects of current interest will be studied. Topics vary yearly. Assessment Methods and Criteria: Students prepare reports and give seminar presentations about selected topics. Active participation in the seminar lectures and working as an opponent is necessary. Assignment work, making and solving exercises. Study Material: Will be announced at Noppa-portal. Substitutes for Courses: AS Grading Scale: Course grade (1-5) depends on seminar report, presentation and activity. Language of Instruction: Primarily Finnish. Can be taken in English upon request. AS Tietokonesimulointi (3 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii ymmärtämään dynaamisia järjestelmiä, niiden numeerisia ratkaisumenetelmiä ja simulointia. Hän osaa hyödyntää simulointia dynaamisten järjestelmien optimoinnissa. Sisältö: Dynaamisten järjestelmien simulointi tietokoneella. Digitaalisimuloinnin vaikeudet: viiveet, taulukot, epäjatkuvuudet, jäykät järjestelmät; linearisointi. Optimointi simuloinnissa, esimerkkejä teknillisten ja ekologisten järjestelmien simuloinnista. Esimerkkejä kaupallisista simulointiohjelmistoista. Kurssin harjoitukset pidetään mikroluokassa. Simulointityökaluna Matlab/Simulink. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kotitentti ja tentti. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Fysiikan ja matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Kotitentin simulointitehtävät arvostellaan. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi. Kurssi pidetään viimeisen kerran syksyllä AS Datorsimulering (3 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Lärandemål: Studerande lär sig första dynamiska system, deras numeriska lösning och simulering. Optimering av dynamiska system med hjälp av simulering. Innehåll: Datorsimulering av dynamiska system. Svårigheter i digitalsimulering: tidsfördröjningar, tabeller, diskontinuiteter, styva system; linearisering, optimering med hjälp av simulering, simuleringsexempel av tekniska och ekologiska system. Övningarna hålls i datasal. I övningarna används Matlab/Simulink. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Hemtentamen och tentamen. Studiematerial: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkurserna i fysik och matematik. 11

12 Bedömningsskala: Kursen bedöms på basen av hemtentamen (simuleringsuppgifter). Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggs på engelska. Tilläggsinformation: Allt undervisningsmaterial är på internet på finska och engelska. Kursen hålls för sista gången hösten AS Computer Simulation (3 cr) Responsible teacher: Kai Zenger Teaching Period: I - II (Autumn) Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The student learns to understand dynamical sytems, numerical solution methods and simulation. The student knows how to utilize simulation in the optimization of dynamical systems. Content: Computer simulation of dynamic systems. Difficulties in digital simulation: time delay, tables, discontinuity, stiff systems. Linearization, optimisation in simulation, examples of technical and ecological system simulation. Examples of commercial simulation software. Lectures and tutorials are held in microcomputer class. Simulation tool: Matlab/Simulink. Assessment Methods and Criteria: Home exam and exam. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Basic courses in physics and mathematics. Grading Scale: Home exam (simulation exercises) is graded. Language of Instruction: Primarily Finnish. Can be taken in English upon request. Further Information: All course material is in the net. The material is also available in English. The course will be given for the last time in AS Säätötekniikan matemaattiset apuneuvot (2 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger Opetusperiodi: I, II, III, IV Työmäärä toteutustavoittain: Itsenäinen työskentely 54 t. Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee säätö- ja systeemitekniikan opinnoissa tarvittavat matemaattiset peruskäsitteet ja laskentatavat. Lisäksi hän ymmärtää, miten säätötekniikan perusteoria kehittyy niiden pohjalta. Sisältö: Matriisialgebra, laplacemuunnos ja siirtofunktio. Herätteet ja vasteet. Tilaesitys. Differenssiyhtälöt, z-muunnos. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti. Oppimateriaali: Virkkunen, Säätötekniikan matematiikkaa. Otatieto; opetusmonisteet, verkkokurssi. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentin perusteella. Opetuskieli: Suomi. Lisätietoja: Kurssista ei järjestetä luentoja eikä harjoituksia. Kurssimateriaali on kurssin Noppa-sivuilla. Käytössä on myös verkkokurssi sekä nettipohjainen harjoitteluympäristö. AS Matematiska hjälpmedel inom reglerteknik (2 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger Undervisningsperiod: I, II, III, IV Arbetsmängd: Självständigt arbete 54 h. Lärandemål: Studerande behärskar de matematiska verktyg som behövs för regler- och systemteknik. Han vet också hur reglerteknikens grundteori bygger på de matematiska verktygen. 12

13 Innehåll: Matrisalgebra, laplacetransformering och överföringsfunktioner. Impulser och svar. Tillståndsekvationer, z-transformering. Differensekvationer. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Tentamen. Studiematerial: Virkkunen, Säätötekniikan matematiikkaa. Otatieto; kurskompendium, internetkursen. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Grundkurserna i matematik. Bedömningsskala: Kursen bedöms på basen av tentamen. Undervisningsspråk: Finska. Tilläggsinformation: Inga föreläsningar eller veckoövningar. Kursmaterialet är på kursens Noppa-sida. Studerande kan också använda internetkursen och den webbaserade övningsmiljön. AS Basic Mathematics for Control Theory (2 cr) Responsible teacher: Kai Zenger Teaching Period: I, II, III, IV (Autumn & Spring) Workload: Independent work 54 hrs. Learning Outcomes: The student masters the mathematical principles and calculation methods needed in control engineering studies. Furthermore the student understands how the basic control theory is formed based on those principles. Content: Matrix algebra, Laplace transformations and transfer functions. Excitations and responses. State-space presentation, differential equations, Z-transforms. Assessment Methods and Criteria: Exam. Study Material: Virkkunen: Säätötekniikan matematiikka, Otatieto 1995, lecture notes, web course. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Basic courses in mathematics. Grading Scale: Exam is graded. Language of Instruction: Finnish. Further Information: No lectures or exercises. The course material is in the course's Noppa page. A web course and internet based learning environment are also available. AS Digitaalinen säätö (3 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger Opetusperiodi: I - II Työmäärä toteutustavoittain: (2 +2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee tietokonesäädön perusteorian ja osaa nähdä sen jatkuva-aikaisen säädön kylkiäisenä. Hän osaa toteuttaa, implementoida ja validoida digitaalisen säätimen automaatiolaitteelle. Sisältö: Digitaalisen säädön perusteet. Näytteenoton teoria. Jatkuvien ja diskreettien mallien yhteydet. Diskreetit säätöalgoritmit. Diskreetti PID-säätäjä. Häiriöt ja niiden kompensointi. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja vapaaehtoisia kotitehtäviä. Oppimateriaali: Opetusmonisteet, kurssin kotisivut ja verkkokurssi. Korvaavuudet: AS Esitiedot: AS /AS Suositellaan AS /AS , AS / AS Arvosteluasteikko: Tenttitehtävien päälle summataan (vapaaehtoisista) kotitehtävistä saadut pisteet. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. Kurssi pidetään viimeisen kerran syksyllä

14 AS Digital reglering (3 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 +2) Lärandemål: Studeranden behärskar grundteorin i datorbaserad reglering och ser det som en utvidgning till den analoga reglerteorin. Han kan förverkliga och validera digitala reglerare för automationsapparater. Innehåll: Grunderna i digital reglering. Samplingsteori. Sambanden mellan kontinuerliga och diskreta modeller. Diskreta regleringsalgoritmer. Diskret PID reglering. Störningar och deras kompensation. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Tentamen och frivilliga hemuppgifter. Studiematerial: Kurskompendium, kursens hemsida och internetkurs. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS /AS Dessutom rekommenderas AS / AS och AS /AS Bedömningsskala: Till resultatet i tentamen kan man räkna tillgodo bonuspoäng från hemuppgifterna. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas på engelska. Tilläggsinformation: Allt kursmaterial finns också på engelska på internet. Det är möjligt att studera och avlägga kursen på engelska. Kursen hålls för sista gången hösten AS Digital Control (3 cr) Responsible teacher: Kai Zenger Teaching Period: I - II (Autumn) Workload: (2 +2) Learning Outcomes: The student masters the basic theory of digital control and can see it as an extension to analog control. He/she can implement and validate digital controllers to automatic devices. Content: Fundamentals of digital control. Theory of sampling. Connections between continuous and discrete models. Discrete control algorithms. Discrete PID control. Disturbances and their compensation. Assessment Methods and Criteria: Exam and voluntary home assignments. Study Material: Lecture notes, courses homepages and internet-course. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: AS /2111. Recommended AS /1101, AS /1102. Grading Scale: Exam is graded. It is possible to get extra points by doing the home assignments. Language of Instruction: Primarily Finnish. Can be taken in English upon request. Further Information: All study material in the net is also in English. Individual study in English possible. The course will be given the last time in AS Modelling of Dynamic Processes (4 cr) Responsible teacher: Robert Tenno Teaching period: I - II Workload: (2+2) Learning Outcomes: The student knows how to model a dynamic system using differential equations and following physical principles. He/she can also solve model equations analytically or numerically. Content: Basics of process modelling. The 1st principle analysis of mechanical systems, electrical systems, liquid-level systems and chemical reactors is applied. The models are solved analytically using the Laplace transform method and numerically using MATLAB 14

15 tools. The built models are applied in control simulation. In the last part of the course a short introduction to the general nonlinear systems, distributed parameter systems and stochastic systems is given as a link to other courses. Assessment Methods and Criteria: Examination and home assignment. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS , AS Prerequisites: Basic courses in physics and mathematics. Evaluation: 1-5 Language of Instruction: English. Can be taken in Finnish upon request. AS Modelling of Dynamic Processes (4 sp) Ansvarig lärare: Robert Tenno Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2+2) Lärandemål: The student knows how to model a dynamic system using differential equations and following physical principles. He/she can also solve model equations analytically or numerically. Innehåll: Basics of process modelling. The 1st principle analysis of mechanical systems, electrical systems, liquid-level systems and chemical reactors is applied. The models are solved analytically using the Laplace transform method and numerically using MATLAB tools. The built models are applied in control simulation. In the last part of the course a short introduction to the general nonlinear systems, distributed parameter systems and stochastic systems is given as a link to other courses. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Examination and home assignment. Studiematerial: Lecture notes. Ersättande prestationer: AS , AS Förkunskaper: Basic courses in physics and mathematics. Bedömningsskala: 1-5 Undervisningsspråk: English. Can be taken in Finnish upon request. AS Modelling of Dynamic Processes (4 cr) Responsible teacher: Robert Tenno Teaching Period: I - II (Autumn) Workload: (2+2) Learning Outcomes: The student knows how to model a dynamic system using differential equations and following physical principles. He/she can also solve model equations analytically or numerically. Content: Basics of process modelling. The 1st principle analysis of mechanical systems, electrical systems, liquid-level systems and chemical reactors is applied. The models are solved analytically using the Laplace transform method and numerically using MATLAB tools. The built models are applied in control simulation. In the last part of the course a short introduction to the general nonlinear systems, distributed parameter systems and stochastic systems is given as a link to other courses. Assessment Methods and Criteria: Examination and home assignment. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS , AS Prerequisites: Basic courses in physics and mathematics. Grading Scale: 1-5 Language of Instruction: English. Can be taken in Finnish upon request. 15

16 AS Tietokonemallintaminen L (5 op) Vastuuopettaja: Robert Tenno Opetusperiodi: III - IV Työmäärä toteutustavoittain: (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee identifiointi- ja estimointiteorian perusteet. Hän osaa kokeellisesti mallittaa tuntemattoman järjestelmän tietokoneen avulla. Sisältö: Mallintamisen ja identifioinnin perusteet, diskreettien systeemien mallintaminen aika- ja taajuustasossa, rekursiivinen identifiointi. Oleellisen osan kurssista muodostavat tietokoneharjoitukset, joissa identifiointimenetelmiä sovelletaan käytännössä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyöt. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Tentti ja kaksi harjoitustyötä arvostellaan. Harjoitustöiden painoarvo kurssiarvosanassa on 50%. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettavissa englanniksi. Lisätietoja: Harjoitusmateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS Datormodellbygge L (5 sp) Ansvarig lärare: Robert Tenno Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Lärandemål: Studeranden behärskar grunderna i identifiering och estimering. Han kan också göra en empirisk datormodell av ett okänt system. Innehåll: Grunder i modellbygge och identifiering, modellbygge av diskreta system i tidsoch frekvensplanet, rekursiv identifiering. Datorövningarna, där identifieringsmetoder tillämpas i praktiken utgör en central roll i kursen. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Tentamen och övningsarbeten. Studiematerial: Kurskompendium. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Någon grundkurs i reglerteknik. Bedömningsskala: tentamen 50% och två övningsarbeten 50%. Undervisningsspråk: Huvudsakligen på finska. Kan på begäran avläggas åp engelska. Tilläggsinformation: Övningsmaterial finns också på engelska på internet och kursboken är engelskspråkig. Det är möjligt att studera och avlägga kursen på engelska. AS Computer Modelling P (5 cr) Responsible teacher: Robert Tenno Teaching Period: III - IV (Spring) Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The student masters the basics of identification and estimation theory and knows how to identify an unknown system using computer. Content: Basics of modelling and identification, modelling of discrete systems in time and frequency domains, recursive identification. A large part of the course is reserved for computer exercises during which identification methods are applied to practice. Assessment Methods and Criteria: Exercises and final exam. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Basics of automation and control engineering. Grading Scale: Exam 50% and two exercises 50%. 16

17 Language of Instruction: Primarily Finnish. Can be taken in English upon request. Further Information: Exercise material and course book are available in English. Individual study in English is possible. AS Model-based Control Systems P (4 cr) Responsible teacher: Kai Zenger Teaching period: I - II Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The student understands the use of advanced modelling and analysis methods of control engineering both in single input - single output and multivariable case. He /she masters the basics of linear quadratic controllers in the deterministic and stochastic case. He /she understands the fundamental limitations of control on system performance. Content: Model-based control methods: multivariable control, LQ(G) control, dynamic programming, fundamental restrictions of control, basics of robust control. Assessment Methods and Criteria: Assignment and exam. Study Material: Glad, Ljung, Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods. Taylor and Francis. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: AS /2111 and AS /2112. Evaluation: Exam, home assignment and homework probelms which are graded. Language of Instruction: Primarily English. Can be taken in Finnish upon request. Further Information: Lecture slides and exercises with solutions are available both in Finnish and English. AS Model-based Control Systems P (4 sp) Ansvarig lärare: Kai Zenger Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 2) Lärandemål: The student understands the use of advanced modelling and analysis methods of control engineering both in single input - single output and multivariable case. He /she masters the basics of linear quadratic controllers in the deterministic and stochastic case. He /she understands the fundamental limitations of control on system performance. Innehåll: Model-based control methods: multivariable control, LQ(G) control, dynamic programming, fundamental restrictions of control, basics of robust control. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Assignment and exam. Studiematerial: Glad, Ljung, Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods. Taylor and Francis. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: AS /2111, AS /2112 Bedömningsskala: Exam, home assignment and homework probelms which are graded. Undervisningsspråk: Primarily English. Can be taken in Finnish upon request. Tilläggsinformation: Lecture slides and exercises with solutions are available both in Finnish and English. AS Model-based Control Systems P (4 cr) Responsible teacher: Kai Zenger Teaching Period: I - II (Autumn) Workload: (2 + 2) 17

18 Learning Outcomes: The student understands the use of advanced modelling and analysis methods of control engineering both in single input - single output and multivariable case. He /she masters the basics of linear quadratic controllers in the deterministic and stochastic case. He /she understands the fundamental limitations of control on system performance. Content: Model-based control methods: multivariable control, LQ(G) control, dynamic programming, fundamental restrictions of control, basics of robust control. Assessment Methods and Criteria: Assignment and exam. Study Material: Glad, Ljung Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods. Taylor and Francis. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: AS /2111, AS /2112. Grading Scale: Exam, home assignment and homework probelms which are graded. Language of Instruction: Primarily English. Can be taken in Finnish upon request. Further Information: Lecture slides and exercises with solutions are available both in Finnish and English. AS Introduction to Microsystems (3 cr) Responsible teacher: Quan Zhou Teaching period: III - IV Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The objective of the course is to give students an overview of microsystem technology and its applications. Students will learn general concepts as well as important aspects, and become familiar with the possibilities of microsystems technology. After the course, students should master the fundamentals and be ready to utilize microsystems in future applications and products. Content: The course introduces the fundamental concepts and key topics of microsystem technology, including the physics in the microworld, microfabrication, microsensors, microactuators, microfluidics, microrobotics, modeling and control, and system integration. Besides the technical topics, selected applications of microsystems technology will also be discussed. The design work will allow the students to creatively design new microsystems or new applications of microsystems. Assessment Methods and Criteria: Passing the exam is mandatory, but not graded. The design work will be graded. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Two years of basic studies. Evaluation: 1-5 Opintojaksot Language of Instruction: English. AS Introduction to Microsystems (3 sp) Ansvarig lärare: Quan Zhou Undervisningsperiod: III - IV Arbetsmängd: (2 + 2) Lärandemål: The objective of the course is to give students an overview of microsystem technology and its applications. Students will learn general concepts as well as important aspects, and become familiar with the possibilities of microsystems technology. After the course, students should master the fundamentals and be ready to utilize microsystems in future applications and products. Innehåll: The course introduces the fundamental concepts and key topics of microsystem technology, including the physics in the microworld, microfabrication, microsensors, microactuators, microfluidics, microrobotics, modeling and control, and system 18

19 integration. Besides the technical topics, selected applications of microsystems technology will also be discussed. The design work will allow the students to creatively design new microsystems or new applications of microsystems. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Passing the exam is mandatory, but not graded. The design work will be graded. Studiematerial: Lecture notes. Ersättande prestationer: AS Förkunskaper: Two years of basic studies. Bedömningsskala: 1-5 Studieperioder Undervisningsspråk: English. AS Introduction to Microsystems (3 cr) Responsible teacher: Quan Zhou Teaching Period: III-IV (Spring) Workload: (2 + 2) Learning Outcomes: The objective of the course is to give students an overview of microsystem technology and its applications. Students will learn general concepts as well as important aspects, and become familiar with the possibilities of microsystems technology. After the course, students should master the fundamentals and be ready to utilize microsystems in future applications and products. Content: The course introduces the fundamental concepts and key topics of microsystem technology, including the physics in the microworld, microfabrication, microsensors, microactuators, microfluidics, microrobotics, modeling and control, and system integration. Besides the technical topics, selected applications of microsystems technology will also be discussed. The design work will allow the students to creatively design new microsystems or new applications of microsystems. Assessment Methods and Criteria: Passing the exam is mandatory, but not graded. The design work will be graded. Study Material: Lecture notes. Substitutes for Courses: AS Prerequisites: Two years of basic studies. Evaluation: 1-5 Courses Language of Instruction: English. AS Micro- and Nanorobotics L (4 cr) Responsible teacher: Quan Zhou Teaching period: I - II Workload: (2 + 3) Learning Outcomes: The objective of the course is to give students the knowledge and methodology of solving challenges in scientific and industrial applications using micro- and nanorobotic technology. The students will master fundamentals of the technologies and have a deep understanding on a particular topic(s) with practical experience. Content: Micro- and nanorobotics is a rapidly advancing technology emerged at the beginning of 1990 s that is important for both scientific research and new industry applications. The interdisciplinary course covers the various aspects of micro- and nanorobotics, from essential sensors and actuators, to design, construction, analysis and control of micro- and nanorobots, as well as related physics and applications of microand nanorobotics. The lectures will cover the basics of micro- and nanorobotics, microand nanoactuators, micro- and nanosensing, scaling effect and micro- and nanophysics. Practical group work on specific topics on micro- and nanorobotics will be specified each year. 19

20 Assessment Methods and Criteria: Practical group work and report. The result of the practical group work will be graded. Study Material: All course material is in the Noppa page of the course. Handbooks are available at the lab. Prerequisites: AS Introduction to Microsystems or equivalent. Evaluation: 1-5 Opintojaksot Language of Instruction: English Further Information: The course can only accept a limited number of students based on available resources. The principle of selection is first come first serve. AS Micro- and Nanorobotics L (4 sp) Ansvarig lärare: Quan Zhou Undervisningsperiod: I - II Arbetsmängd: (2 + 3) Lärandemål: The objective of the course is to give students the knowledge and methodology of solving challenges in scientific and industrial applications using microand nanorobotic technology. The students will master fundamentals of the technologies and have a deep understanding on a particular topic(s) with practical experience. Innehåll: Micro- and nanorobotics is a rapidly advancing technology emerged at the beginning of 1990 s that is important for both scientific research and new industry applications. The interdisciplinary course covers the various aspects of micro- and nanorobotics, from essential sensors and actuators, to design, construction, analysis and control of micro- and nanorobots, as well as related physics and applications of microand nanorobotics. The lectures will cover the basics of micro- and nanorobotics, microand nanoactuators, micro- and nanosensing, scaling effect and micro- and nanophysics. Practical group work on specific topics on micro- and nanorobotics will be specified each year. Metoder, arbetssätt och bedömningsgrunder: Practical group work and report. The result of the practical group work will be graded. Studiematerial: All course material is in the Noppa page of the course. Handbooks are available at the lab. Förkunskaper: AS Introduction to Microsystems or equivalent. Bedömningsskala: 1-5 Studieperioder Undervisningsspråk: English Tilläggsinformation: The course can only accept a limited number of students based on available resources. The principle of selection is first come first serve. AS Micro- and Nanorobotics P (4 cr) Responsible teacher: Quan Zhou Teaching Period: I - II (Autumn) Workload: (2 + 3) Learning Outcomes: The objective of the course is to give students the knowledge and methodology of solving challenges in scientific and industrial applications using microand nanorobotic technology. The students will master fundamentals of the technologies and have a deep understanding on a particular topic(s) with practical experience. Content: Micro- and nanorobotics is a rapidly advancing technology emerged at the beginning of 1990 s that is important for both scientific research and new industry applications. The interdisciplinary course covers the various aspects of micro- and nanorobotics, from essential sensors and actuators, to design, construction, analysis and control of micro- and nanorobots, as well as related physics and applications of microand nanorobotics. The lectures will cover the basics of micro- and nanorobotics, microand nanoactuators, micro- and nanosensing, scaling effect and micro- and nanophysics. 20