AS Automaatio 2 (5 op)

AS-0.1103 C-ohjelmoinnin peruskurssi (6 op) Vastuuopettaja: Raimo Nikkilä Työmäärä toteutustavoittain: 20 + 20 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee ISO/IEC 9899:1990 C-ohjelmointikielen perusteet ja osaa itsenäisesti toteuttaa lyhyitä ohjelmia C-ohjelmointikielellä UNIX-ympäristössä. Sisältö: Korkean tason ohjelmointikielten peruskäsitteet, suoritusmalli ja toteutustekniikoita. C- ohjelmointikielen perusteet. Harjoitustöissä tehdään ohjelmia C-kielellä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Harjoitustyöt ja tentti. Oppimateriaali: Ilmoitetaan myöhemmin. Korvaavuudet: AS-0.101/AS-0.1101. Esitiedot: Perustiedot ohjelmoinnista (T-106.1203 tai T-106.1206). Lisätietoja: Harjoitustehtävät englanniksi. AS-0.1401 Automaatio- ja systeemitekniikka toimialana (1 op) Vastuuopettaja: Kari Koskinen Opetusperiodi: II Työmäärä toteutustavoittain: 10 + 8 Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan opiskelijalla on yleiskäsitys sekä automaatio- ja systeemitekniikan merkityksestä eri toimialoilla että alan diplomi-insinöörien tyypillisimmistä työtehtävistä. Sisältö: Kurssilla esitellään ensimäisen vuoden opiskelijoille automaatio- ja systeemitekniikkaa työelämän näkökulmasta. Yksityisen ja julkisen sektorin toimialat, joilla automaatio- ja systeemitekniikan merkitys on keskeinen tai huomattava. Erilaiset työtehtävät ja toimenkuvat alan DI-tutkinnon suorittaneille. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kurssiin kuuluu viisi luentoa, ekskursio ja tuutoritapaaminen. Kurssin suorittaminen edellyttää aktiivista osallistumista luennoille, ekskursioon sekä tuutorointiin. Korvaavuudet: AS-0.1400 Opetuskieli: suomi AS-0.1501 Automaatio 1 (5 op) Vastuuopettaja: Mika Strömman, Panu Harmo Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 10 + 40 (luennot, harjoitukset, harjoitustyöt) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee erilaisten sovellusalueiden automaatioratkaisujen erot, ymmärtävää automaatiojärjestelmien rakenteet ja tärkeimmät toiminnot. Opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa automaatioprojektin sekä käyttää mikrokontrollereita pienessä automaatiosovelluksessa. Sisältö: Automaation erilaiset sovellusalueet. Automaatiojärjestelmien toiminnot ja rakenne. Anturit ja tiedonsiirto. Automaatio-ohjelmointi. Mikrokontrollerit. Suunnittelu ja projektointi. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luentoja, harjoitustöitä, yritysvierailuja, välikokeita, tentti. Kurssi suoritetaan harjoituksilla, harjoitustöillä ja ekskursioraporteilla sekä välikokeilla / luentotehtävillä tai tentillä. Kurssin suorittaminen välikokeilla / luentotehtävillä vaatii aktiivista osallistumista luennoilla. Oppimateriaali: Ilmoitetaan Nopassa. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy välikokeiden tai tentin ja harjoitustöiden ja ekskursioraportin perusteella. AS-0.1502 Automaatio 2 (5 op) 1

Vastuuopettaja: Mika Strömman, Panu Harmo Opetusperiodi: III-IV Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 10 + 40 (luennot, harjoitustyöt, projektit) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee ja ymmärtää kappaletavaratuotannon automaatiossa käytettävää teknologiaa, kuten anturointia, tuotantokoneita sekä koneiden ja tuotantosolujen tai -linjojen ohjausjärjestelmiä. Opiskelija hallitsee XML-kuvauskielen perusteet ja tietää kuinka XML:ää käytetään automaatiossa. Opiskelija on saanut varmuutta ja kokemusta erilaisten automaatioratkaisujen soveltamisessa. Opiskelija ymmärtää prosessi- ja rakennusautomaation sovellusalueet ja erityspiirteet. Sisältö: Kappaletavara-automaatio. Konenäkö- ja RFID:n soveltaminen kappaletavaratuotannossa. Koneiden ja tuotantosolujen ohjausjärjestelmät. Varastointi- ja kuljetusjärjestelmät. XMLkuvauskielen käyttö automaatiossa. Prosessi- ja rakennusautomaation sovellusalueet ja tekniset ratkaisut. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Luentoja, harjoitustöitä, yritysvierailuja, välikokeita, tentti. Kurssi suoritetaan tekemällä harjoituksia, harjoitustöitä ja kirjoittamalla vierailuraportteja sekä välikokeilla/luentotehtävillä tai tentillä. Suoritustapa välikokeilla/ luentotehtävillä vaatii aktiivista osallistumista luentoihin. Oppimateriaali: Ilmoitetaan Noppa-portaalissa. Korvaavuudet: Kurssit AS-116.1100, AS-84.1168 ja T-75.1110 yhdessä korvaavat kurssit AS-0.1501 ja AS-0.1502. Osakorvaavuudet ovat mahdollisia erikseen määritellyllä tavalla. Esitiedot: AS-0.1501 tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy välikokeiden tai tentin ja harjoitustöiden ja ekskursioraportin perusteella. AS-0.2230 Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt (2-6 op) Vastuuopettaja: TkT Teppo Pirttioja 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 tutustunaa 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-74.230 ja kurssin AS-74.2230 Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt. Esitiedot: Perustiedot automaatio- ja säätötekniikasta, Matlab-osaamisesta on apua. Arvosteluasteikko: Laboratoriotyöt, esiselostustehtävät ja esikuulustelut on suoritettava hyväksytysti (arvosan hyväksytty/hylätty). 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. 2

AS-0.3100 Automaatio- ja systeemitekniikan seminaari (3 op) Vastuuopettaja: Arto Visala, Kari Koskinen, Jussi Suomela, Kai Zenger, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 0 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 2008-2009 alkaen kaikki laitoksen diplomityöesitelmät pidetään seminaarin yhteydessä. Seminaaritilaisuudet ovat kaikille avoimia ja niistä tiedotetaan aktiivisesti. Korvaavuudet: Korvaa kurssit AS-74.3345, AS-84.3400 ja AS-116.3150 Esitiedot: Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Lisätietoja: Opintojakson www-sivut. Seminaarin pääkielenä on suomi. Esityksen voi pitää myös ruotsiksi tai englanniksi. AS-0.3200 Automaatio- ja systeemitekniikan projektityöt V (2-9 op) Vastuuopettaja: Mika Strömman, Jorma Selkäinaho, Kai Zenger, Heikki Hyyti, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 12 + 41-228 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-74.3220, AS-84.3284, AS-116.3130. Esitiedot: Perustiedot automaatio-, systeemi- ja tietotekniikasta. Pääosin suoritetut ylemmän perustutkinnon opinnot. Lisätietoja: Työ on mahdollista tehdä ja raportoida suomeksi, ruotsiksi tai englanniksi. AS-0.3301 C++ -ohjelmointi (4 op) Vastuuopettaja: Raimo Nikkilä Työmäärä toteutustavoittain: 20 + 20 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee pääpiirteiltään ISO/IEC 14882:2003 C++ -ohjelmointikielen ja osaa itsenäisesti sekä ryhmässä toteuttaa ohjelmia C++-ohjelmointikielellä. Sisältö: Korkean tason ohjelmointikielten peruskäsitteet, suoritusmalli ja toteutustekniikoita. Ohjelmoinnin apuna käytettävät työkalut, ohjelmointi ryhmätyönä. Harjoitustöissä tehdään ohjelmia C ++ -kielellä Unix -ympäristössä. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Harjoitustyöt. Oppimateriaali: Ilmoitetaan myöhemmin. Korvaavuudet: AS-0.1102. 3

Esitiedot: AS-0.1101 tai T-106.3100, T-106.1243. Lisätietoja: Harjoitustehtävät englanniksi. AS-116.2120 Automaation tietotekniset järjestelmät (5 op) Vastuuopettaja: Pekka Aarnio Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 22 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Kurssin yleisenä tavoitteena on antaa perustuntemus sulautettujen työkonejärjestelmien tietoteknisten komponenttien toimintaperiaatteista ja käyttöjärjestelmän merkityksestä reaaliaikaisen ohjauksen varmistajana. Kurssilla 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. CAN-väylä). 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-116.120. Esitiedot: Perustiedot automaatio-, säätö- ja tietotekniikasta. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. AS-116.3110 Teollisuuden tietojärjestelmät (4 op) Vastuuopettaja: Ilkka Seilonen Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 22 (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 välillä. Toimintaprosessinäkökulma ja toimintaprosessien mallinnus. Verkostunutta tuotantotapaa tukevat ohjaus- ja tietojärjestelmät. Järjestelmien integrointi: toiminnanohjauksen järjestelmät, tuotesuunnittelun ja tuotetiedon hallinnan järjestelmät, valmistuksen ohjauksen järjestelmät jne. 4

Integroinnissa tarvittavat ohjelmistotekniset ratkaisut, tietoliikenneväylät ja -verkot. Tietoteknisen infrastruktuurin määrittely ja toteutuksen suunnittelu. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS-116.110/AS-116.111. Esitiedot: Suositellaan AS-116.1100/AS-116.100. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. AS-116.3160 Tapahtumapohjainen simulointi L (3 op) Vastuuopettaja: TkL Pekka Korpiharju Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 22 (2 +2) Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan pystyvän ymmärtämään ja selittämään tapahtumapohjaisessa simuloinnissa käytettävä terminologia, ymmärtämään, mihin simulointia voidaan käyttää sekä ymmärtämään simuloinnin edut ja rajoitukset. Tavoitteena on myös osata johtaa pienimuotoinen simulointiprojekti, luoda yksinkertaisia simulointimalleja, arvioida simuloimalla saatujen tulosten luotettavuutta ja opiskella simulointia lisää omatoimisesti. Sisältö: Tapahtumapohjaisen simuloinnin käyttökohteet ja toimintaperiaatteet. Tuotantojärjestelmien, logististen ketjujen ja palvelupisteiden simulointi. Simulointiprojektin vaiheet. Tiedonkeruu ja mallinnus. Satunnaislukujen mallinnus, generointi ja käyttö. Verifiointi ja validointi. Simulointitulosten analysointi. Simulointiohjelmistot. Virtuaaliprototypointi. Simuloinnin tulevaisuuden näkymät. Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS-116.160. Esitiedot: Tilastomatematiikan perustiedot. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön yhteispistemäärästä. AS-116.3172 Automaation ohjelmistokomponentit ja sovelluspalvelut L (5 op) Vastuuopettaja: Seppo Kuikka Työmäärä toteutustavoittain: 24+24(2+2) Osaamistavoitteet: Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa: Koota automaatiosovelluksen valmiskomponenteista ja integroida niitä - usein sovelluspalvelujen avulla ja/tai toimintoprosessien mallinnukseen perustuen - alan ohjelmistoarkkitehtuureihin. Kehittää uudelleenkäytettäviä, oliopohjaisia automaatioalan ohjelmistokomponentteja ja sovelluspalveluita integroiduissa ohjelmistokehitysympäristöissä. Arvioida ohjelmistokomponenttien ja sovelluspalveluiden sekä komponentti- ja sovelluspalveluarkkitehtuurien merkitystä ja liiketaloudellista roolia automaatioalan sovelluksissa. Sisältö: Useat uusimmat automaatio- ja informaatiojärjestelmät perustuvat ohjelmistokomponenttija sovelluspalvelutekniikkaan. Opintojakson tavoitteena on perehdyttää opiskelijat uudelleenkäytettävien oliopohjaisten ohjelmistokomponenttien ja web-sovelluspalveluiden (palvelukomponenttien) hyväksikäyttöön ja kehittämiseen. Kurssilla käydään läpi seuraavia asiakokonaisuuksia: ohjelmistokomponentit ja komponenttimallit, sovelluspalvelutekniikat. Ohjelmistokomponenttien hyödyntäminen sovelluksissa, sovelluspalvelujen koonti toimintaprosessien avulla. Komponenttien ja sovelluspalvelujen kehittäminen ja hallinta. Uusien automaatiojärjestelmien komponentti- ja sovelluspalveluarkkitehtuureista (SOA). Toimialan komponentti- ja sovelluspalvelustandardit, erityisesti OPC-UA. Harjoitustyö: Pienen komponenttitai sovelluspalvelupohjaisen sovelluksen kehitys tai kirjallisuuskatsaus joltakin komponentoinnin tai sovelluspalvelujen erityisalueelta. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kirjallinen tentti ja harjoitystyö. 5

Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojaksot AS-116.3170 ja AS-116.3171. Esitiedot: Suositellaan AS-116.2120, AS-116.3110. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy tentin ja harjoitustyön perusteella. Lisätietoja: Kurssi korvaa opintojaksot AS-116.3170 ja AS-116.3171. AS-116.3181 Automaatiojärjestelmien turvallisuus L (5 op) Vastuuopettaja: Seppo Sierla Opetusperiodi: I-II Työmäärä toteutustavoittain: 26 + 26 (2+2) Osaamistavoitteet: Kurssin suoritettuaan opiskelija pystyy liittämään turvallisuusprosessin työvaiheet järjestelmä- ja ohjelmistonkehitysprosessiin ja kykenee soveltamaan näitä prosesseja työkonealan projektissa tiimin osana. Sisältö: Monimutkaistuvan automaation turvallisuuden varmistaminen on nopeasti kasvava tehtäväkenttä. Kurssilla painotetaan kone- ja ydinvoimala-automaatiota, koska näillä aloilla turvallisuus on noussut erittäin tärkeäksi kehityskohteeksi. Syventymiskohteena on viranomaishyväksyntää edellyttävän ohjelmiston kehitys ja kurssilaiset suunnittelevat kiehuvesireaktorin polttoaineensiirtokoneen ohjausohjelmiston ryhmissä, joiden roolituksella jäljitellään teollisuuden projekteja. Perinteisten opetusmenetelmien lisäksi opetusta annetaan ryhmille auditoinnin ja konsultoinnin muodossa, jäljitellen viranomaishyväksyntää edellyttävän koneen suunnittelu- ja kelpoistusprosessia. Projektilla ei ole yhtä oikeaa lopputulosta, joten suorittaminen edellyttää omia suunnitteluratkaisuja, yhteisymmärryksen saavuttamista tiimissä ja aikaisempaa suunnittelukokemusta (esim AS-116.2120 harjoitustyö). Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: PBL (Problem based learning / Ongelmalähtöinen oppiminen) -projekti ohjelmistojen osalta ja harjoitukset muun sisällön osalta Oppimateriaali: Sähköisesti nopassa. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS-116.3180. Esitiedot: Automaation tietotekniset järjestelmät AS-116.2120 tai vastaava kokemus työkoneen ohjelmistonkehityksestä (pakollinen esitieto) Opetuskieli: Suomi, osittain englanti. AS-116.3191 Tuotteen elinkaarenaikainen hallinta (4 op) Vastuuopettaja: Seppo Sierla Opetusperiodi: III-IV Työmäärä toteutustavoittain: 20 + 20 (2+2) Osaamistavoitteet: Kurssin suorittaneella opiskelijalla on näkemys automaatiotuotteen koko elinkaaresta ja sen eri vaiheisiin sisältyvistä liiketoimintamahdollisuuksista. Kurssilla syvennytään kasvavan asiakasoptioiden määrän hallintaan soveltamalla ohjelmistotuotelinjan ja automaattitestauksen tekniikoita. Sisältö: Kurssilla esitellään laite- ja järjestelmäratkaisujen päälle rakentuvia palveluliiketoiminnan mahdollisuuksia teollisuuden case esimerkkien avulla. Sulautettua automaatiota, järjestelmätekniikkaa ja internet-teknologioita tarkastellaan palveluliiketoimintaa mahdollistavina tekijöinä. Laajan palveluvalikoiman tarjoaminen kustannustehokkaasti edellyttää tuoteoptioihin varautumista jo suunnitteluvaiheessa. Tätä ongelmaa hallitaan ohjelmistotuotelinjan ja automaattitestauksen tekniikoilla, jotka ovat kurssin syventymiskohteina. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Essee ja harjoitukset. Oppimateriaali: Sähköisesti nopassa. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS-116.3190. Esitiedot: AS-116.2120 (suositellaan, ei pakollinen) tai vastaavat tiedot koneenohjausohjelmistojen kehityksestä. 6

AS-116.4140 Automaation tietotekniikan jatko-opintoseminaari L V (4-8 op) Vastuuopettaja: Kari Koskinen, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: Ryhmätyöskentely 12 + 12 (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-116.140. Arvosteluasteikko: Kurssiarvosana (1-5) määräytyy seminaarityön ja -esityksen sekä seminaariaktiivisuuden mukaan. AS-74.1101 Tietokonesimulointi (3 op) Vastuuopettaja: Petri Hänninen Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 (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. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS-74.101. Esitiedot: Fysiikan ja matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Kotitentin simulointitehtävät arvostellaan. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi. AS-74.1102 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, 1995. Säätötekniikan matematiikkaa. Otatieto; opetusmonisteet, verkkokurssi. Korvaavuudet: AS-74.102. Esitiedot: Matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentin perusteella. Lisätietoja: Kurssista ei järjestetä luentoja eikä harjoituksia. Kurssimateriaali on kurssin Noppasivuilla. Käytössä on myös verkkokurssi sekä nettipohjainen harjoitteluympäristö. 7

AS-74.1106 Johdatus Matlab-ohjelmiston käyttöön 1 (1 op) Vastuuopettaja: DI Joonas Varso Opetusperiodi: I, III Työmäärä toteutustavoittain: Pienryhmäopetus 18 t, itsenäinen työskentely 6 t. Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan osaavan käyttää MATLAB-ohjelmiston perustoimintoja (laskenta, kuvaajat, ohjelmointi) sekä omaavan perusvalmiudet MATLABosaamisen kehittämiseen. Sisältö: Kurssilla annetaan perusvalmiudet MATLAB-ohjelmiston käyttöön laskentavälineenä erityisesti automaatio- ja systeemitekniikan sovelluksissa. Peruslaskutoimitukset, funktiot, kuvaajat, MATLAB-ohjelmointi. Kurssi on tarkoitettu ensisijaisesti opiskelijoille, jotka eivät ole käyttäneet MATLABia lainkaan. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Vähintään 50% läsnäolo harjoituksissa, harjoitustyö. Poissaolokerroilta rästitehtävien palautus. Oppimateriaali: Eriksson, Lasse; Hölttä, Vesa; Riihimäki, Pasi; Varso, Joonas: Matlab 7 - Perusteet ja sovellukset, Otatieto 2004. Korvaavuudet: AS-74.106. Esitiedot: Ei esitietoja. Arvosteluasteikko: Hyväksytty / hylätty. Opetuskieli: Suomi pääosin. Pyydettäessä suoritettava englanniksi. Lisätietoja: Kaikki materiaali ja henkilökohtainen ohjaus saatavilla suomeksi ja englanniksi. Lisäksi englanninkielinen ryhmä I periodin kurssilla. AS-74.1107 Johdatus Matlab-ohjelmiston käyttöön 2 (1 op) Vastuuopettaja: Joonas Varso Opetusperiodi: II, IV Työmäärä toteutustavoittain: Pienryhmäopetus 15 t, itsenäinen työskentely 6 t. Osaamistavoitteet: Kurssin lopussa opiskelijan odotetaan osaavan käyttää monipuolisesti ja tehokkaasti MATLAB-ohjelmiston toimintoja erityisesti automaatio- ja systeemitekniikan sovelluksissa sekä omaavan hyvät valmiudet MATLAB-osaamisen itsenäiseen syventämiseen. Sisältö: MATLAB-ohjelmiston tehokas käyttö automaatio- ja systeemitekniikan sovelluksissa. Tietorakenteiden monipuolinen käyttö, piirto-ominaisuudet, MATLAB-ohjelmointi, esimerkkejä MATLABin funktioista ja toolboxien käytöstä. Kurssi on tarkoitettu MATLABin perusteet jo hallitseville. Kurssilla syvennetään MATLAB-osaamista. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Vähintään 50% läsnäolo harjoituksissa, harjoitustyö. Poissaolokerroilta rästitehtävien palautus. Oppimateriaali: Eriksson, Lasse; Hölttä, Vesa; Riihimäki, Pasi; Varso, Joonas: Matlab 7 - Perusteet ja sovellukset. Otatieto 2004. Korvaavuudet: AS-74.107. Esitiedot: AS-74.1106 tai vastaavat tiedot. Arvosteluasteikko: Hyväksytty / hylätty. Lisätietoja: Kaikki materiaali ja henkilökohtainen ohjaus saatavilla suomeksi ja englanniksi. AS-74.2111 Analoginen säätö (3 op) Vastuuopettaja: Jean-Peter Ylen Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee jatkuva-aikaisen säätö- ja systeemiteorian alkeet. Hän ymmärtää dynaamisen systeemin perusperiaatteet ja analysointimenetelmät. Sisältö: Analogisen säädön perusteet. Dynaamiset järjestelmät. Taajuustason mallit. Tilamallit. Säätäjien suunnittelu ja analyysi. Harjoitustehtävissä käytetään Matlab/Control System Toolboxia. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja vapaaehtoisia kotitehtäviä. 8

Oppimateriaali: Richard C. Dorf, Robert H. Bishop: Modern Control Systems, 12. edition, Prentice Hall, 2010. Opetusmoniste ja verkkokurssi. Korvaavuudet: AS-74.111. Esitiedot: Jokin automaatio- ja säätötekniikan peruskursseista. Suositellaan AS-74.101/1101, AS-74.102/1102. Arvosteluasteikko: Tenttitehtävien päälle summataan (vapaaehtoisista) kotitehtävistä saadut pisteet. Lisätietoja: Kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.2112 Digitaalinen säätö (3 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 (2 +2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee tietokonesäädön perusteorian ja osaa nähdä sen jatkuvaaikaisen 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-74.112. Esitiedot: AS-74.2111/AS-74.111. Suositellaan AS-74.1101/AS-74.101, AS-74.1102/AS-74.102. Arvosteluasteikko: Tenttitehtävien päälle summataan (vapaaehtoisista) kotitehtävistä saadut pisteet. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on verkossa myös englanniksi, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.2400 Systeemidynamiikka (4 op) Vastuuopettaja: Jean-Peter Ylen Työmäärä toteutustavoittain: 26 + 20 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee systeemidynamiikan alkeet. Hän osaa konstruoida systeemidynaamisen simulointimallin ongelman ratkaisuun ja hallitsee Vensim-ohjelmiston perusteet. Hän osaa soveltaa systeemi-ja säätöteorian periaatteita tuotannollisiin, taloudellisiin ja organisatoorisiin systeemeihin. Sisältö: Kurssin tavoitteena on antaa valmiudet tunnistaa, mallintaa ja ymmärtää erilaisia taloudellisia, inhimillisiä ja teknisiä systeemejä. Kurssilla käsitellään dynaamisten järjestelmien analyysin ja hallinnan perusteet, dynaamisten mallien muodostaminen ja validointi sekä esitellään käytännön sovelluksia. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: John. D. Sterman: Business Dynamics -Systems Thinking and Modeling for a Complex World, McGraw-Hill. Korvaavuudet: AS-74.400. Esitiedot: Matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentti ja harjoitustyö arvostellaan. Lisätietoja: Harjoitusmateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.3101 Dynaamiset järjestelmät (4 op) 9

Vastuuopettaja: Robert Tenno Työmäärä toteutustavoittain: 22 + 20 (2+2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee dynaamisten järjestelmien mallintamisen differentiaaliyhtälöilllä fysikaalisten perusperiaatteiden mukaisesti. Hän osaa myös ratkaista malliyhtälöt analyyttisesti tai numeerisesti. Sisältö: Dynaamisten järjestelmien mallituksen perusteeet. Mekaaniset järjestelmät, virtaus- ja sekoitusprosessit, termiset prosessit, jakautuneiden parametrien systeemit, stokastiset systeemit. Simulointi ja säätö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja kotitehtävä. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS-74.100, AS-74.3100. Esitiedot: Fysiikan ja matematiikan peruskurssit. Arvosteluasteikko: Tentti ja pakollinen kotitehtävä arvostellaan. Lisätietoja: Kurssimateriaali on englanniksi, joten kurssi voidaan suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.3114 Tietokonemallintaminen L (5 op) Vastuuopettaja: Jean-Peter Ylen Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 (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-74.114. Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Tentti ja kaksi harjoitustyötä arvostellaan. Harjoitustöiden painoarvo kurssiarvosanassa on 50%. Lisätietoja: Harjoitusmateriaali on verkossa myös englanniksi ja kurssikirja on englanninkielinen, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.3115 Neuro-fuzzy -laskenta automaatiotekniikassa L (3 op) Vastuuopettaja: NN Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 12 (2 + 2) Osaamistavoitteet: The student will learn to understand the basics of neural nets and fuzzy systems and their use in context of dynamical systems. He can design neural networks and fuzzy systems with the aid of software packages. He can apply them in fault diagnosis and control design. Sisältö: Basics of neural computing and fuzzy logic. Fuzzy control. Industrial applications of fuzzy logic and neural networks. Neuro-fuzzy computing. Matlab/Fuzzy Logic Toolbox and neural Network Toolbox are used in tutorials. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Exam and home assignments. Oppimateriaali: Lecture notes. All lecture material is in the net. Korvaavuudet: AS-74.115. Esitiedot: AS-74.111/2111, AS-74.112/2112. Arvosteluasteikko: Exam and home assignments are graded. Opetuskieli: English. 10

AS-74.3123 Mallipohjaiset säätöjärjestelmät L (4 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 (2 + 2) Osaamistavoitteet: 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. Sisältö: Model-based control methods: multivariable control, LQ(G) control, dynamic programming, fundamental restrictions of control, basics of robust control. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Assignment and exam. Oppimateriaali: Glad, Ljung, 2000. Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods. Taylor and Francis. Korvaavuudet: AS-74.123. Esitiedot: AS-74.111/2111 and AS-74.112/2112. Arvosteluasteikko: Exam, home assignment and (not mandatory) homework probelms which are graded. Opetuskieli: Primarily English. Can be taken in Finnish or Swedish upon request. Lisätietoja: Lecture slides and exercises with solutions are available both in Finnish and English. AS-74.3125 Optimal, Adaptive and Robust Control L (5 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger (Spring) Työmäärä toteutustavoittain: 26+26 (2+2) Osaamistavoitteet: The student masters the main methods and principles of modern control theory. He/she can formulate and solve the LQ(G) control problem and construct general equations for the optimal controller in the case of nonlinear processes with state and control signal constraints. He/she knows the principles of robust control and can by using suitable software solve simple design problems. The principles and methods of adaptive control as well as the basics of stability analysis of nonlinear systems become clear to the student, as well as the principles of H 2- and H #-controllers and model predictive controllers. Sisältö: Classes of optimal control problems, the maximum principle, basics of adaptive control, gain scheduling, model-reference and self-tuning controllers. Nonlinear control problems, Lyapunov methods, describing function, exact linearization. H 2- and H #-controllers, model predictive control. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Exam and home assignments. Oppimateriaali: Parts of: Glad, Ljung, "Control Theory, Multivariable and Nonlinear Methods", Taylor and Francis 2000, Skogestad, Postlethwaite, "Multivariable Feedback Control", John Wiley and Sons, 2005, Kirk: "Optimal Control Theory", Prentice-Hall, 1970. Lecture notes in Noppa pages. Esitiedot: AS-74.3123 Model-Based Control Systems or equivalent. The course is intended for master-level or postgraduate students, who want to study control engineering more deeply. Arvosteluasteikko: Exam and home assigments which are graded. Opetuskieli: English AS-74.3135 Servotekniikka (3 op) Vastuuopettaja: Petri Hänninen Työmäärä toteutustavoittain: 28 + 30 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija oppii servojärjestelmien matemaattiset perusteet. Hän osaa analysoida servojärjestelmien epälineaarisuuksia sekä suunnitella säätimen, joka kompensoi niiden vaikutuksia. 11

Sisältö: DC, AC-servot ja näiden yhdistelmät. Sähköhydrauliset servot. Tietokoneen ja mittausantureiden käyttö servotekniikassa. Erilaiset säätöalgoritmit. Mikrosysteemin perusteita. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Kotitehtävät, seminaariesitys esseineen (pakollinen). Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Kaikki kurssimateriaali on verkossa. Korvaavuudet: AS-74.135. Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Kotitehtävät arvostellaan. AS-74.3136 Johdatus mikrosysteemeihin (3 op) Vastuuopettaja: Quan Zhou Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 12 (2 + 2) Osaamistavoitteet: 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. Sisältö: 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. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Passing the exam is mandatory, but not graded. The design work will be graded. Oppimateriaali: Lecture notes. Korvaavuudet: AS-74.136. Esitiedot: Two years of basic studies. Opetuskieli: English. AS-74.3178 Micro- and Nanorobotics L (4 op) Vastuuopettaja: Quan Zhou Työmäärä toteutustavoittain: 12 + 24 (2 + 3) Osaamistavoitteet: 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. Sisältö: 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 micro- and nanorobotics. The lectures will cover the basics of micro- and nanorobotics, micro- and 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. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Practical group work and report. The result of the practical group work will be graded. Oppimateriaali: All course material is in the Noppa page of the course. Handbooks are available at the lab. Esitiedot: AS-74.3136 Introduction to Microsystems or equivalent. 12

Opetuskieli: English Lisätietoja: The course can only accept a limited number of students based on available resources. The principle of selection is first come first serve. AS-74.3179 Aika- ja paikkariippuvaisten prosessien mallintaminen ja säätö L (5 op) Vastuuopettaja: Robert Tenno Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 30 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Tavoitteena on, että kurssin käytyään opiskelija tietää miten kenttäprobleemia ja niihin liittyviä ilmiöitä mallinnetaan laskennallisesti, hänellä on kokemusta mallien toteuttamisesta käytännössä Comsol Multiphysics laskentaohjelmistoa käyttäen sekä kokemusta konstruoitujen mallien soveltamisesta säätöjärjestelmien suunnitteluun. Sisältö: Yleisiä osittaisdifferentiaaliyhtälöillä kuvattuja prosesseja (massan- ja lämmönsiirtoprosessit, fluidien virtaus sekä sähkömagneettiset kentät), niiden tietokonemallintaminen ja niiden säädön tietokoneavusteinen suunnittelu. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Pisteytettävät viikkotehtävät, luentotehtävät sekä mahdollisesti harjoitustyö. Läsnäolo luennoilla. Ei tenttiä. Oppimateriaali: Luentomonisteet, harjoitustehtävät. Korvaavuudet: AS-74.3177. Esitiedot: Perustiedot dynaamisista prosesseista ja normaaleista differentiaaliyhtälöistä, esim. kurssi AS-74.3100. Säätötekniikan perustiedot, esim. kurssit AS-74.2111 ja AS-74.2112. Arvosteluasteikko: Viikkotehtävät ja luentotehtävät arvostellaan. Läsnäolosta luennoilla saa lisäpisteitä. Lisätietoja: Luentokalvot ovat englanninkielisiä. AS-74.3180 Rakennusautomaatio (3 op) Vastuuopettaja: DI Kalevi Piira (vuorovuosin, ei luennoida lukuvuonna 2011-2012) Työmäärä toteutustavoittain: 28 (2) Osaamistavoitteet: Opiskelija hallitsee rakennusautomaation perusteet, terminologian ja ajattelutavan sekä osaa nähdä automaation osana rakennusten teknisiä järjestelmiä. Hän tuntee tärkeimmät tekniset ratkaisut ja osaa hyödyntää niitä suunnittelu- ja käyttötehtävissä. Sisältö: Rakennusautomaation käsitteistö, rakenne ja ohjelmistot, sovellusalueet, toiminnot (ohjelmistot, kenttäpisteet), toteutustekniikat, kannattavuuslaskelmat. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja seminaariosuus. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS-74.180. Esitiedot: Jokin säätötekniikan peruskursseista. Arvosteluasteikko: Tentti ja seminaariesitys arvostellaan. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on suomeksi, kurssin voi suorittaa vain suomen kielellä. AS-74.3199 Wireless Automation P (4 op) Vastuuopettaja: Mikael Björkbom Työmäärä toteutustavoittain: 26 + 12 (2 + 1) Osaamistavoitteet: After completing the course the student is familiar with the basics of wireless communications in automation, and masters the control design and simulation in wireless automation applications. The student is also able to design and implement automation-oriented applications in wireless sensor networks. 13

Sisältö: Wireless communication in automation applications, channels and protocols, quality of service (QoS) and security in wireless networks, sensor and actuator networks, multisensor data fusion, wireless control systems, applications and case studies. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Lectures and exercises. Mandatory parts: attending tutorials, a seminar presentation, a written report and an examination. Oppimateriaali: Lecture notes Korvaavuudet: AS-74.3198. Esitiedot: Basic control courses (e.g. AS-84.1128/AS-84.1132 or AS-74.2111). Arvosteluasteikko: Exam 70%, seminar report and presentation 30%. Opetuskieli: English. AS-74.4180 Automatic modelling of industrial plants using semantic specifications P (4 op) Vastuuopettaja: Dr. Kaj Juslin Työmäärä toteutustavoittain: 24 (2) Osaamistavoitteet: The student adopts a methodology to develop dependable mathematical simulation models of industrial plants based on first principles physical dependencies and geometric structures as defined by formal specifications. Sisältö: Semantic models for management of the design specification data of integrated processes under their whole lifecycle. Constructing mathematical models from the initial design data. Effective solvers for real time simulation. Simulation as a means to support the design, operation and maintenance of industrial plants. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Participation in lectures and special assignments are graded. Esitiedot: Basic knowledge of dynamic systems and ordinary differential equations. Opetuskieli: Primarily English. Can be taken in Finnish or Swedish upon request. Lisätietoja: All course material is in English, however the course can also be completed in Finnish or Swedish. AS-74.4191 Monimuuttujaregression menetelmät L (4 op) Vastuuopettaja: Olli Haavisto Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 24 (2+2) Osaamistavoitteet: Opiskelija ymmärtää monimuuttujalähestymistapojen haasteet ja mahdollisuudet. Hän näkee latenttimuuttujamenetelmien läheisen keskinäisen sukulaisuuden ja ymmärtää niiden erot, ja osaa soveltaa niitä järkevästi käytännön ongelmiin. Sisältö: Kurssissa perehdytään moderneihin tilastollisiin monimuuttajamenetelmiin (lineaarinen regressio, pääkomponenttianalyysi ja -regressio, PLS-regressio, kanoninen korrelaatioanalyysi ja -regressio sekä riippumattomien komponenttien analyysi ja regressio ja sovelletaan näitä dynaamisten järjestelmien mallitukseen (aliavaruusidentifiointi). Tavoitteena on eri menetelmien perusajatusten selvittäminen ja toisaalta niiden läheisen sukulaisuuden toteaminen. Kurssi sisältää aloitusluennon, kaksi demoluentoa ja harjoitustyön. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyö arvostellaan. Oppimateriaali: Hyötyniemi H: Multivariable regression - Techniques and tools, Systeemitekniikan laboratorion raportti nro 125. Korvaavuudet: AS-74.191 Esitiedot: Perustiedot lineaarialgebrasta ja matriisilaskusta. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on myös englanniksi, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.4192 Kybernetiikan alkeet L (3 op) Vastuuopettaja: Heikki Hyötyniemi 14

Työmäärä toteutustavoittain: 28 + 4 (2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tutustuu kompleksisten järjestelmien tutkimuksen kenttään ja näkee, kuinka emergenssin mallituksen ongelmaa voidaan lähestyä. Sisältö: Systeeminen, kokonaisuuksien ajattelu. Kompleksisten järjestelmien teorian mahdollisuudet ja haasteet. Lokaalien toimijoiden vuorovaikutukset, muodostuva takaisinkytketty dynaaminen järjestelmä ja vuorovaikutuksista aiheutuvat systeemin globaalit (emergentit) ominaisuudet. Sovelluskohteina neuraaliset, metaboliset ja geeniekspressioon liittyvät systeemiset ilmiöt, sosiaalisten yhteisöjen ja talouselämän dynamiikat, ja monimutkaisten teollisuusprosessien hahmottaminen ja hallinta. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti, luentopäiväkirjasta saa lisäpisteitä. Luentojen yhteydessä pieniä ohjelmointiharjoituksia. Oppimateriaali: Luentokalvot, -videot ja tutkimusraportti (englanniksi verkossa). Oheislukemistona Andrew Pickering, 2010. The Cybernetic Brain: Sketches of Another Future. University of Chicago Press. Lisätietoja: Kaikki kurssimateriaali on myös englanniksi, joten kurssi voidaan opiskella ja suorittaa myös tällä kielellä. AS-74.4330 Systeemitekniikan jatko-opintoseminaari L, V (4-8 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger, III - IV Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 12 (2 + 1) Osaamistavoitteet: The student masters the concepts and theory of the subject matter discussed in the seminar, and is able to apply them in scientific research work. Sisältö: Control methods and theory for research and practical applications. The contents vary from year to year. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Seminar presentation and assignments. Oppimateriaali: To be announced in the course Noppa page in the beginning of the course. Korvaavuudet: AS-74.330. Arvosteluasteikko: Seminar presentation and assignments are graded. Opetuskieli: English. AS-74.4340 Systeemitekniikan erikoiskurssi L, V (1-8 op) Vastuuopettaja: Kai Zenger Opetusperiodi: I, II, III, IV Työmäärä toteutustavoittain: Independent work 27-216 hrs. Osaamistavoitteet: The student masters the given material and is able to apply it in the postgraduate studies and research work. Sisältö: The course is meant for postgraduate students. It consists of e.g. examinations based on books on different topics of control theory. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Exam. Oppimateriaali: To be discussed with the teacher. Korvaavuudet: AS-74.340. Arvosteluasteikko: Exam is graded. Opetuskieli: English. AS-84.1128 Automaatio- ja säätötekniikan perusteet (3 op) Vastuuopettaja: Arto Visala Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 22 (2 + 2) 15

Osaamistavoitteet: Ymmärtää teollisuusautomaation toimintaperiaatteet ja arkkitehtuurit, osaa analysoida lineaarisia dynaamisia järjestelmiä sekä ymmärtää iteratiivisen mallipohjaisen säätösuunnittelun idean. Sisältö: Automaatio tehtaissa, työkoneissa, ajoneuvoissa sekä muissa koneissa ja laitteissa. Liitännät antureilla ja toimilaitteilla ohjattavaan prosessiin/koneeseen. Automaatiojärjestelmien arkkitehtuuri ja toiminnot, laitteistot ja ohjelmistot. Binääriseen ja sumeaan logiikkaan perustuvat ohjaukset. Prosessien dynaaminen mallintaminen. Takaisinkytketty säätö. Laskuharjoitukset. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS-84.128. Lisätietoja: Luennoidaan osana kurssia AS-84.1132. On mahdollista itseopiskella englanninkielisen materiaalin pohjalta. AS-84.1132 Automaatio- ja säätötekniikka (5 op) Vastuuopettaja: Arto Visala Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 22 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Ymmärtää teollisuusautomaation toimintaperiaatteet ja arkkitehtuurit, osaa analysoida lineaarisia dynaamisia järjestelmiä sekä ymmärtää iteratiivisen mallipohjaisen säätösuunnittelun idean. Sisältö: Automaatio tehtaissa, työkoneissa, ajoneuvoissa sekä muissa koneissa ja laitteissa. Liitännät antureilla ja toimilaitteilla ohjattavaan prosessiin/koneeseen. Automaatiojärjestelmien arkkitehtuuri ja toiminnot, laitteistot ja ohjelmistot. Binääriseen ja sumeaan logiikkaan perustuvat ohjaukset. Prosessien dynaaminen mallintaminen. Takaisinkytketty säätö. Lasku- ja laboratorioharjoituksia. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja hyväksytysti suoritettu harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS-84.132. Lisätietoja: On mahdollista itseopiskella englanninkielisen materiaalin pohjalta. AS-84.1137 Robotiikka (3 op) Vastuuopettaja: Pekka Forsman Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 8 (2 + 1) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee robotiikan keskeiset sovellusalueet sekä robottien rakenneratkaisut ja tärkeimmät ohjaus- ja ohjelmointimenetelmät. Robottien ohjaukseen liittyvistä matemaattisista tehtävistä kurssin keskeisimpiin tavoitteisiin kuuluvat robottimanipulaattorin paikan suoran ja käänteisen kinemattisen ongelman ratkaisumenetelmät. Sisältö: Robotiikan perusteet. Teollisuusrobotit ja liikkuvat robotit. Robottien rakenneratkaisut ja ohjausperiaatteet (liikkeen muodostuminen). Esimerkkejä erilaisista käytännön robottisovelluksista. Teoriaosuudessa käsitellään menetelmiä objektin paikan ja asennon kuvaamiseksi kolmiulotteisessa avaruudessa sekä robotin paikan kinematiikkaa. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja hyväksytty robotin ohjelmointiharjoitustyö. Oppimateriaali: Osia kirjasta Craig, J.J: Introduction to Robotics, Third Edition, Prentice Hall, 2005; opetusmonisteet. Korvaavuudet: Kurssi korvaa opintojakson AS-84.137. Esitiedot: Perustiedot automaatio- ja säätötekniikasta. Lisätietoja: On mahdollista itseopiskella englanninkielisen materiaalin pohjalta. AS-84.2161 Automaation signaalinkäsittelymenetelmät (5 op) 16

Vastuuopettaja: Arto Visala Työmäärä toteutustavoittain: 24 + 22 (2 + 2) Osaamistavoitteet: Ymmärtää ja osata soveltaa yleisimpiä automaation signaalinkäsittelymenetelmiä. Sisältö: Näytteenotto. Digitaalinen suodatus, 2D-suodatus. Dynaaminen konenäkö. Estimaattorit ja Kalman-tyyppiset suodattimet. Digitaaliset servo-ohjaukset. Sumea ohjaus. Viallisen käyttäytymisen havainnointi. Anturitietojen yhdistäminen ("sensor fusion"). Harjoitustyö. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti ja harjoitustyö. Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Osia kirjoista: Franklin, Powell & Workman: Digital Control of Dynamic Systems (3rd ed., Addison-Wesley, 1998) ja E.Trucco & A.Verri: Introductory techniques for 3-D computer vision (Prentice Hall, 1998). Korvaavuudet: AS-84.161. Esitiedot: AS-74.2111/AS-74.111 ja AS-74.2112/AS-74.112. Lisätietoja: Itseopiskelun mahdollistava materiaali myös englanniksi. AS-84.3126 Koneaistit L (3 op) Vastuuopettaja: Arto Visala Opetusperiodi: II Työmäärä toteutustavoittain: 18 + 12 (3 + 2) Osaamistavoitteet: The student understands the main principles of 3D machine vision methods. Sisältö: 3-D perception processing methods in robotics and autonomous machines. Camera calibration, Stereo vision, motion vision, recognition of 3-D objects. Locating objects in space. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Examination. Oppimateriaali: E. Trucco & A. Verri: Introductory techniques for 3-D computer vision. Prentice- Hall (1998). Korvaavuudet: Replaces the course AS-84.126. Esitiedot: AS-84.2161/AS-84.161, basic knowledge of automation and control engineering. Opetuskieli: English. AS-84.3127 Paikannus- ja navigointimenetelmät L (3 op) Vastuuopettaja: Jorma Selkäinaho, Pekka Forsman Opetusperiodi: III Työmäärä toteutustavoittain: 18 + 12 (3 + 2) Osaamistavoitteet: Opiskelija tuntee erilaiset menetelmät, joilla liikkuva työkone, robotti tai muu kulkuneuvo pystyy määrittämään paikkansa ja asentonsa. Aiheeseen liittyen käsitellään myös robotin samanaikaisen paikannuksen ja toimintaympäristön kartoituksen menetelmiä. Sisältö: Liikkuvan kohteen paikan määritysmenetelmät. Merkintälasku ja siinä käytettävät menetelmät. Kiinteisiin majakoihin perustuvat menetelmät. Ympäristön piirteitä hyväksi käyttävät menetelmät. Samanaikainen ympäristön mallinnus ja paikannus. Yleiskäyttöiset radiomajakkamenetelmät, GPS, langattoman viestiverkon hyödyntäminen. Estimointitekniikoiden käyttö paikannustiedon tarkennuksessa. Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet: Tentti Oppimateriaali: Opetusmonisteet. Korvaavuudet: AS-84.127. Esitiedot: Perustiedot automaatio- ja säätötekniikasta. Lisätietoja: On mahdollista itseopiskella englanninkielisen materiaalin pohjalta. AS-84.3128 Estimointi- ja sensorifuusiomenetelmät L (4 op) Vastuuopettaja: Arto Visala Opetusperiodi: I 17