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.