SSD: ING-INF/04
CFU: 9
Insegnamenti propedeutici (se previsti dall'Ordinamento del CdS)
Nessuno.
Eventuali prerequisiti
Conoscenze di base su: algebra lineare, modellistica dei sistemi meccanici ed elettrici, sistemi di controllo a ciclo chiuso.
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le competenze di base per la modellistica, la pianificazione e il controllo del moto dei robot.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Il percorso formativo intende fornire agli studenti gli strumenti metodologici per la modellistica, la pianificazione e il controllo dei robot. Vengono introdotti i componenti di un robot, i modelli cinematici, statici e dinamici dei robot manipolatori, le tecniche di pianificazione di traiettoria e gli schemi di controllo. Lo studente deve dimostrare di avere appreso quali sono i requisiti dei sistemi dedicati al controllo dei robot, sulla base dei modelli impiegati. Lo studente deve inoltre dimostrare la conoscenza nella derivazione di modelli e nella validazione degli algoritmi per l’inversione cinematica e il controllo mediante strumenti di simulazione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente deve dimostrare di saper derivare i modelli cinematici, statici e dinamici e di saperli applicare a casi di studio pratici riguardanti i robot manipolatori a catena aperta. A partire da questi, deve dimostrare di saper progettare schemi di controllo che risolvano i problemi di regolazione e di inseguimento di traiettoria e di saperli validare in ambiente Matlab/Simulink®.
Programma - Syllabus
- Robotica industriale e robotica avanzata
- Descrizione e principi di funzionamento di un robot
- Cinematica diretta
- Calibrazione cinematica
- Cinematica differenziale e Jacobiano
- Ridondanza e singolarità
- Algoritmi per l’inversione cinematica
- Dualità cineto-statica
- Pianificazione di traiettorie nello spazio dei giunti e nello spazio operativo
- Attuatori e sensori
- Unità di governo
- Modello Lagrangiano
- Proprietà notevoli del modello dinamico
- Algoritmo ricorsivo di Newton-Eulero
- Identificazione dei parametri dinamici
- Dinamica diretta e dinamica inversa
- Controllo decentralizzato
- Controllo indipendente ai giunti
- Controllo centralizzato
- Controllo a coppia precalcolata
- Controllo PD con compensazione di gravità
- Controllo a dinamica inversa
- Controllo robusto e adattativo
- Controllo nello spazio operativo
Materiale didattico
Si veda il sito web del docente della materia.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il docente utilizzerà: a) lezioni frontali per circa il 70% delle ore totali, b) esercitazioni in aula per circa il 30% delle ore totali
Verifica di apprendimento e criteri di valutazione
Modalità di esame
L'esame si articola in prova solo orale e discussione di elaborato progettuale.
Al colloquio orale si viene ammessi dopo lo svolgimento di un elaborato progettuale in Matlab/Simulink® riguardante la simulazione di algoritmi di inversione cinematica e sistemi di controllo per robot manipolatori. L’esame consiste in una discussione critica dell’elaborato e nell’accertamento dell’acquisizione dei concetti e dei contenuti introdotti durante le lezioni.