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ltima modificacin: 18-05-2015

240AR012 - Cinemtica, Dinmica y Control en Robtica

Universitat Politcnica de Catalunya1 / 6

Competencias de la titulacin a las cuales contribuye la asignatura

Otros: Rita M. PlanasRal Surez

Responsable: RITA MARIA PLANAS DANGLA

Unidad que imparte:

Curso:

Crditos ECTS:

707 - ESAII - Departamento de Ingeniera de Sistemas, Automtica e Informtica Industrial

2015MSTER UNIVERSITARIO EN AUTOMTICA Y ROBTICA (Plan 2012). (Unidad docente Obligatoria)

6 Idiomas docencia: Ingls

Unidad responsable: 240 - ETSEIB - Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Industrial de Barcelona

Titulacin:

Profesorado

Especficas:

Genricas:

Transversales:

1. El/la estudiante ser capaz de analizar y determinar los modelos cinemticos y dinmicos de los robots, y disearsistemas de control de movimientos y de fuerza.

2. El/la estudiante ser capaz de utilizar herramientas de anlisis y diseo asistido por ordenador de sistemas decontrol en las tareas habituales de anlisis, simulacin y diseo de controladores.3. El/la estudiante tendr conocimientos para analizar, disear e implementar aplicaciones robticas avanzadas.

4. Capacidad de realizar investigacin, desarrollo e innovacin en el mbito de la ingeniera de sistemas, de control yla robtica, as como de dirigir el desarrollo de soluciones de ingeniera en entornos nuevos o poco conocidos,relacionando creatividad, innovacin y transferencia de tecnologa5. Capacidad de razonar y actuar en base a la llamada cultura de la seguridad y la sostenibilidad

6. Tener los adecuados conocimientos matemticos, analticos, cientficos, instrumentales, tecnolgicos, deinformacin y de gestin.

7. TERCERA LENGUA: Conocer una tercera lengua, preferentemente el ingls, con un nivel adecuado oral y escrito yen consonancia con las necesidades que tendrn los titulados y tituladas.8. TRABAJO EN EQUIPO: Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo interdisciplinar, ya sea como un miembroms o realizando tareas de direccin, con la finalidad de contribuir a desarrollar proyectos con pragmatismo y sentidode la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles.

Capacidades previas

lgebra Lineal, Clculo Diferencial, nociones de sistemas de control lineales y no lineales

Requisitos

No hay requisitos

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La robtica se ocupa del estudio de aquellas mquinas que pueden reemplazar a los seres humanos en la ejecucin de lastareas, tanto respecto a la actividad fsica como a la toma de decisiones. En todas las aplicaciones de los robots larealizacin de una tarea requiere la ejecucin de un movimiento especfico prescrito para el robot . La correcta ejecucinde este movimiento se confa al sistema de control que debera proporcionar los activadores del robot con las rdenescompatibles con el movimiento deseado. El control de movimiento requiere un anlisis preciso de las caractersticas de laestructura mecnica, actuadores y sensores . El objetivo de este anlisis es la derivacin de los modelos matemticos(cinemticos y dinmicos que describe la relacin de entrada / salida de la caracterizacin de los componentes del robot.Por tanto, la modelizacin de un robot oporedor es una premisa necesaria para el desarrollo de estrategias de control demovimiento.El objetivo del curso es dar a conocer las bases metodolgicas del modelado y control de robots, as como los principalesaspectos tericos y prcticos de estos temas. Para alcanzar este objetivo, el curso presenta las ideas clave en la

morfologa, la cinemtica y la dinmica de los robots ", pasando luego a analizar el control de los movimientos y la fuerza.Los contenidos del curso se completan con el estudio del control guiado por la visin, concluyente con los aspectosprcticos de la arquitectura de los sistemas de control de robots y programacin.El resultado esperado de este curso es que los estudiantes lleguen a la formacin necesaria para abordar los temas deinvestigacin aplicada y en el campo de la modelizacin robot y el control.

Objetivos de aprendizaje de la asignatura

Dedicacin total: 0h Grupo grande/Teora:

Grupo mediano/Prcticas:

Grupo pequeo/Laboratorio:Actividades dirigidas:

Aprendizaje autnomo:

0h

0h

0h0h

0h

0%

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0%0%

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Horas totales de dedicacin del estudiantado

Los contenidos tericos del curso se desarrollan en sesiones de 1.5 horas, dos sesiones por semana, donde el profesor

explica la teora y tambin resuelve los problemas para mejorar la comprensin de los temas y para entrenar a losestudiantes en la resolucin de casos prcticos. Adems hay sesiones de laboratorio donde los estudiantes utilizanpaquetes de simulacin y experimentacin con robots reales.El desarrollo de las sesiones de clase magistral sigue una metodologa similar a la de un seminario , en el que laparticipacin activa de los asistentes es un aspecto fundamental . En este sentido, la tarea del profesor es, en esencia,dirigir la sesin, la presentacin y configuracin de los temas, y liderar el debate y la discusin entre los estudiantes.Para facilitar este debate y fomentar la participacin, el profesor introduce, al final de cada sesin, los temas que setratarn en la siguiente sesin, de modo que los estudiantes pueden prepararse las clases con antelacin, de conformidadcon las orientaciones bibliogrficas dadas por el profesor.En la presentacin de cada tema, se analizan casos prcticos para introducir a los alumnos en los aspectos metodolgicos, y mostrarles las dificultades reales, el alcance y las limitaciones de los mtodos y tcnicas estudiadas en el curso.

Metodologas docentes

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Contenidos

- Morfologa del robot, deteccin y actuacin

- Cinemtica

- Diseo de trayectoria

Dedicacin: 8h

Dedicacin: 42h 30m

Dedicacin: 14h

Grupo grande/Teora: 3hAprendizaje autnomo: 5h

Grupo grande/Teora: 10hGrupo mediano/Prcticas: 3h 30mGrupo pequeo/Laboratorio: 3hAprendizaje autnomo: 26h

Grupo grande/Teora: 3hGrupo mediano/Prcticas: 1h 30mAprendizaje autnomo: 9h 30m

- Estructura Robot y Componentes- Sistema de accionamiento- Sensores propioceptivos- Sensores Exteroceptivos

- Transformaciones geomtricas- Cinemtica directa- Cinemtica de calibracin- Cinemtica inversa- Cinemtica Diferencial

- Singularidades

- Caminos y Trayectorias- Conjunto Trayectorias Espacio

- Trayectorias espacio operacional

Descripcin:

Descripcin:

Descripcin:

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- Programacin

- Dinmica

Dedicacin: 11h 30m

Dedicacin: 28h

Grupo grande/Teora: 2hGrupo mediano/Prcticas: 1hGrupo pequeo/Laboratorio: 3hAprendizaje autnomo: 5h 30m

Grupo grande/Teora: 6hGrupo mediano/Prcticas: 3hGrupo pequeo/Laboratorio: 3hAprendizaje autnomo: 16h

- Entornos de programacin y lenguajes- Enseanza por Showing- Programacin de Robot-orientado- Programacin orientada a objetos

- Formulacin de Lagrange- Identificacin de parmetros dinmicos- Newton - Euler Formulacin- Espacio Operativo Modelo Dinmico

Descripcin:

Descripcin:

Actividades vinculadas:

Actividades vinculadas:

La programacin de diversas tareas de robtica

Anlisis y simulacin del modelo dinmico de varios robots

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Las competencias y capacidades adquiridas se evaluarn en base a cuatro evaluaciones: Grado y nivel de participacin a lo largo del curso en las sesiones de clases magistrales (contribucin al debate de lostemas, formulacin y resolucin de preguntas, 10% de la puntuacin del curso). Grado de la resolucin de los ejercicios de las clases de problemas (20% de la puntuacin del curso)

Grado de desarrollo de los trabajos prcticos en las sesiones de laboratorio (20% de la puntuacin del curso) Nota del examen final (50%).

Sistema de calificacin

- Control Dedicacin: 31h

Grupo grande/Teora: 7hGrupo mediano/Prcticas: 3hGrupo pequeo/Laboratorio: 3hAprendizaje autnomo: 18h

- Espacio Comn de Control de Movimiento- Operativa de Control de Movimiento Espacial- Control de la Fuerza- Control visual (Posicin basada en acciones e imgenes)- Arquitectura de Control

Descripcin:

Actividades vinculadas:Simulacin del comportamiento de varios robots con diferentes esquemas de control y verificacin de surendimiento.

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Bibliografa

Peter Corke's Robotics Toolbox for MATLABhttp://petercorke.com/Robotics_Toolbox.html

Otros recursos:

Bsica:

Complementaria:

Siciliano, Bruno. Robotics : modelling, planning and control. London: Springer, 2009. ISBN 9781846286414.

Corke, Peter I. Robotics, vision and control : fundamental algorithms in Matlab. 1st ed. New York: Springer, 2011. ISBN 978-3-642-20143-1.

Spong, Mark W; Hutchinson, Seth; Vidyasagar, M. Robot modeling and control. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, cop. 2006.ISBN 9780471649908.

Craig, John J. Introduction to robotics : mechanics and control. 3rd ed. Upper Saddle Hall: Pearson Educacion Internacional,cop. 2005. ISBN 0201543613.

Khalil, W; Dombre, E. Modeling, identification & control of robots [Recurs electrnic] [en lnea]. London ; Sterling, VA:

Kogan Page Science, cop. 2002Disponible a: . ISBN190399666X.

Kelly, Rafael; Santibez, Vctor; Lora, Antonio. Control of robot manipulators in joint space. London: Springer, cop. 2005.ISBN 1852339942.

Asada, Haruhiko; Slotine, Jean-Jacques E. Robot analysis and control. New York: John Wiley and sons, cop. 1986. ISBN0471830291.

Ghosh, B. K; Xi, Ning; Tarn, T. J. Control in robotics and automation : sensor-based integration. San Diego [etc.]: AcademicPress, cop.1999. ISBN 0122818458.

Siciliano, Bruno; Khatib, Oussama. Springer handbook of robotics. Berlin: Springer, cop. 2008. ISBN 9783540239574.

Bajd, T.; Mihelj, M.; Lenar, J.; Stanovnik, A.; Munih, M. Robotics. Dordrecht: Springer, c2010. ISBN 9789048137756.

Jazar, Reza N. Theory of applied robotics : kinematics, dynamics, and control. 2nd ed. New York [etc.]: Springer, cop. 2010.

ISBN 9781441917492.

Documents

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