Control de Robots Manipuladores

Transcripción

1 NOMBRE DE LA ASIGNATURA: BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA ELECTRÓNICA PROGRAMA DE ESTUDIOS DE LA MAESTRÍA EN CIENCIAS DE LA ELECTRÓNICA CON OPCIÓN EN AUTOMATIZACIÓN Control de Robots Manipuladores CODIGO MCEA CARRERA: Maestría en Ciencias de la Electrónica ACADEMIA DE AREA ESPECÍFICA Opción en Automatización MODALIDAD: ESCOLARIZADA TIPO DE ASIGNATURA TEORICA- EXPERIMENTAL HRS. TEÓRICAS/ PERIODO: 40 HRS. PRÁCTICAS/ PERIODO : 40 HRS. TOT/ PERIODO: 80 NÙMERO DE CREDITOS: 6 HRS. TEÓRICAS/ SEMANA: 2 HRS. PRÁCTICAS/ SEMANA: 2 PERIODO EN QUE SE IMPARTE: Formativo: 2do Semestre. / FECHA DE ELABORACIÓN DEL PROGRAMA: PRE-REQUISITOS: Control lineal y servomecanismos, control digital PROGRAMA ACTUALIZADO POR: Dr. Fernando Reyes Cortés/ Dr. Jaime Cid FECHA: 15 de agosto de 2011 PROGRAMA REVISADO POR: Academia del Posgrado en Automatización FECHA: PROGRAMA APROBADO POR: Comité académico del Posgrado. FECHA: PROGRAMA AUTORIZADO POR: CONSEJO DE UNIDAD ACADÉMICA FECHA: Facultad de Ciencias de la Electrónica COORDINACIÓN: Dr. Sergio Vergara Limón. FECHA DE APLICACIÓN/ VIGENCIA: OTOÑO 2012 ACADEMIA DE ÁREA ESPECÍFICA: Opción en Automatización y Control

2 JUSTIFICACIÓN: La robótica es un área multidisciplinaria que se ha convertido en una línea de investigación y generación del conocimiento clave y estratégica para el país. Diversos tópicos de la robótica son áreas de interés en la comunidad científica. Modelado dinámico, Control de posición, control de trayectoria, identificación paramétrica, control cartesiano. Estos puntos son abordados en el curso donde al estudiante se le da el estado del arte para diseño de algoritmos de control, así como los principales esquemas de regresión para identificar los parámetros de un robot manipulador. UBICACIÓN Y RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS: Materia Optativa NIVEL EN EL QUE SE IMPARTE: Maestría PRERREQUISITO: Estar en el segundo semestre de la maestría en ciencias de la electrónica CO-REQUSITO: Control lineal y servomecanismos, control digital y automatización de sistemas I COLATERAL: Estar cursando control no lineal CONSECUENTE: Ninguno OBJETIVO GENERAL: Que el alumno aprenda la técnica de moldeo de energía para diseñar una familia extensa de algoritmos de control de posición para robots manipuladores. RESUMEN O DESCRIPCIÓN: Se presenta la metodología de Euler-Lagrange para obtener el modelo dinámico de robots manipuladores, se estudian sus propiedades matemáticas. Con base a la teoría de estabilidad de Lyapunov se describe la técnica de moldeo de energía la cual permite diseñar una familia extensa de algoritmos de control de posición y trayectoria para robots manipuladores. Aplicaciones y simulaciones se realizan para mostrar el desempeño de los esquemas de control. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Facultad de Ciencias de la Electrónica. Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 2/10

3 UNIDAD TEMATICA: 1 Cinemática de Robots Manipuladores El estudiante entenderá la cinemática directa e inversa, diferencial de los diferentes tipos de robots manipuladores. 1.1 Introducción Matrices de rotación Transformaciones homogéneas Robots industriales Cinemática directa (Denavit Hartenberg) Cinemática inversa Cinemática diferencial 1 Horas por unidad 7 3 Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 3/10

4 UNIDAD TEMATICA: 2 Dinámica de robots manipuladores El estudiante aprenderá a utilizar diversos tipos de sensores en aplicaciones de la automatización 2.1 Dinámica Dinámica de Euler-Lagrange Dinámica de Hamilton Descripción de los fenómenos físicos de un robot manipulador Modelo dinámico de un robot manipulador de n gdl Configuraciones de robots manipuladores Propiedades del modelo dinámico Aplicaciones 1 2 Horas por unidad 8 3 Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 4/10

5 UNIDAD TEMATICA: 3 Identificación Paramétrica Aprender a utilizar instrumentación electrónica con plataforma PIC S y DSP s 3.1 Algoritmo de mínimos cuadrados Esquemas de regresión 3 Modelo dinámico, dinámico filtrado, energía, potencia, 2 2 potencia filtrada, hamiltoniano, hamiltoniano filtrado. 3.3 Señales de excitación persistente Ejemplos de identificación: péndulo, robot 2 gdl, robot 3 gdl, 2 2 cartesiano, SCARA, cilíndrico, esférico. 3.5 Aplicaciones 2 3 Horas por unidad 13 5 Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 5/10

6 UNIDAD TEMATICA: 4 Control de Posición de robots manipuladores El estudiante aprenderá a utilizar componentes mecánicas para análisis y diseño de sistemas mecatrónicos 4.1 Introducción Control PD Control PID 2 Moldeo de energía Control con acciones acotadas Control con acciones saturadas Aplicaciones 2 2 Horas por unidad 13 6 Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 6/10

7 UNIDAD TEMATICA: 5 Control de trayectoria El estudiante aprenderá la simbología y elementos de hidráulica en aplicaciones de automatización 5.1 Control PD Moldeo de energía PD Control Par Calculado Moldeo de energía Par Calculado 4 1 Horas por unidad 10 3 Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 7/10

8 UNIDAD TEMATICA: 6 Control Cartesiano El estudiante aprenderá sobre los componentes y simbología de la neumática en aplicaciones de automatización 6.1 Fundamentos de Control Cartesiano Visual Servoing Control de Fuerza Control de Impedancia 3 2 Horas por unidad 9 4 Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 8/10

9 PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN INSTRUMENTO % UNIDADES TEMÁTICAS TIPO DE EVALUACIÓN Exámenes parciales 30 Capítulos 1-6 Escrita. es académicas Examen extraordinario 7 Capítulos 1-6 Tareas, reportes, prácticas de laboratorio, etc. 100 Equivale a examen ordinario 30% exámenes parciales 70% actividades académicas En caso de no acreditar los exámenes parciales y actividades académicas, entonces examen final del curso. Escrita Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 9/10

10 BIBLIOGRAFÍA: Titulo Autores Año de Edición EDITORIAL Localización Mecatrónica Fernando Reyes, Jaime Cid & Emilio Vargas 2012 Alfaomega Con profesor Microcontroladores PICs E. Martín Cuenca 2001 Paraninfo Con profesor MatLab para mecatrónica Fernando Reyes 2012 Alfaomega Con profesor DSP s Mathew Murphy 2011 Texas Instruments Con profesor Robótica: control de robots manipuladores Fernando Reyes 2011 Alfaomega Con profesor Plan de Estudios 2001 Postgrado en Automatización. Pág. 10/10