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B020641 - COMPLEMENTI DI ROBOTICA
Principali informazioni
Lingua Insegnamento
Libri di testo consigliati
Metodi Didattici
Modalità di verifica apprendimento
Programma del corso
Anno Accademico 2016-17
Anno di corso
Primo Anno - Primo Semestre
Dipartimento di Afferenza
Ingegneria dell'Informazione
Modulo di sola Frequenza di
Settore Scientifico disciplinare
ING-IND/13 - MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE
Crediti Formativi
6
Ore Didattica
48
Periodo didattico
19/09/2016 ⇒ 23/12/2016
Frequenza Obbligatoria
No
Tipo Valutazione
Giudizio Finale
Programma del corso
mostra
Docenza
Mutuazione
Insegnamento mutuato da:
B019383 - COMPLEMENTI DI ROBOTICA
Laurea Magistrale in INGEGNERIA MECCANICA
Curriculum ROBOTICA
B019383 - COMPLEMENTI DI ROBOTICA
Laurea Magistrale in INGEGNERIA MECCANICA
Curriculum ROBOTICA
Lingua Insegnamento
Italiano
Libri di testo consigliati (Cerca nel catalogo della biblioteca)
- B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, 2008. Robotica: modellistica, pianificazione e controllo, terza edizione, McGraw-Hill.
- T.I. Fossen, 1994. Guidance and Control of Ocean Vehicles, 1st ed., John Wiley & Sons Ltd (per approfondimenti).
- R. Hartley and A. Zisserman, 2003. Multiple View Geometry in Computer Vision, 2nd ed., Cambridge University Press (per approfondimenti).
- T.I. Fossen, 1994. Guidance and Control of Ocean Vehicles, 1st ed., John Wiley & Sons Ltd (per approfondimenti).
- R. Hartley and A. Zisserman, 2003. Multiple View Geometry in Computer Vision, 2nd ed., Cambridge University Press (per approfondimenti).
Metodi Didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in classe
Modalità di verifica apprendimento
Orale
Programma del corso
Richiami di dinamica analitica. Coordinate lagrangiane. Equazioni di D'Alembert-Lagrange.
Sistemi olonomi ed anolonomi. Equazioni di Lagrange di seconda specie. Esempi di calcolo delle componenti lagrangiane delle forze attive.
Spazio di configurazione di un sistema meccanico. Coordinate lagrangiane o generalizzate. Varietà differenziabile, spazio tangente, campi vettoriali, distribuzioni. Lie bracket, teorema di Frobenius, teorema di Chow.
Metodologie per il controllo cinematico di sistemi anolonomi: ingressi di tipo periodico (sinusoidali). Applicazione al caso dell'uniciclo: cambio di variabili di configurazione e di ingresso. Parcheggio dell'uniciclo.
Modello cinematico dell'uniciclo. Progetto del sistema di controllo per l'inseguimento di una traiettoria con il metodo diretto di Lyapunov.
Richiami su moti piani e sul centro di istantanea rotazione. Richiami sul controllo a dinamica inversa.
Introduzione al backstepping control. Controllo backstepping di un triciclo: controllo dell'uniciclo equivalente, calcolo dei controlli virtuali per l'uniciclo, trasformazione nel sistema di riferimento della motoruota e controllo a dinamica inversa della motoruota.
Introduzione alla robotica sottomarina. Cinematica e dinamica di un veicolo subacqueo. Tecnica di controllo PID SISO.
Controllo sliding mode di sistemi ad un solo ingresso.
Chattering del segnale di controllo e metodi per evitarlo: boundary layer, second order sliding.
Controllo robusto di manipolatori.
Introduzione al Visual Servoing. Tipi di telecamere. Sensori a CCD e a C-MOS. Modello pinhole camera. Distanza focale. Modello di telecamera full perspective. Effetto di distorsione della lente e tecnica di undistortion. Calibrazione di una telecamera. Elementi di geometria proiettiva (omografie). Structure from motion.
Esercitazioni:
1) Esercizio svolto in aula: modellazione dinamica del pendolo di Furuta (massa concentrata).
2) Svolgimento in aula di esercizi sulla controllabilità di sistemi anolonomi: uniciclo su piano, sfera su piano, veicolo di tipo differential drive.
3) Esercizio svolto in aula: controllo in backstepping di un motore cc che comanda la rotazione di un volano.
4) Esercizio svolto in aula: applicazione del controllo sliding mode ad un motoriduttore con attrito ed incertezza del modello.
5) Esercizio svolto in aula: applicazione della tecnica di controllo robusto di manipolatori ad un sistema ad un grado di libertà (massa su piano con attrito).
Sistemi olonomi ed anolonomi. Equazioni di Lagrange di seconda specie. Esempi di calcolo delle componenti lagrangiane delle forze attive.
Spazio di configurazione di un sistema meccanico. Coordinate lagrangiane o generalizzate. Varietà differenziabile, spazio tangente, campi vettoriali, distribuzioni. Lie bracket, teorema di Frobenius, teorema di Chow.
Metodologie per il controllo cinematico di sistemi anolonomi: ingressi di tipo periodico (sinusoidali). Applicazione al caso dell'uniciclo: cambio di variabili di configurazione e di ingresso. Parcheggio dell'uniciclo.
Modello cinematico dell'uniciclo. Progetto del sistema di controllo per l'inseguimento di una traiettoria con il metodo diretto di Lyapunov.
Richiami su moti piani e sul centro di istantanea rotazione. Richiami sul controllo a dinamica inversa.
Introduzione al backstepping control. Controllo backstepping di un triciclo: controllo dell'uniciclo equivalente, calcolo dei controlli virtuali per l'uniciclo, trasformazione nel sistema di riferimento della motoruota e controllo a dinamica inversa della motoruota.
Introduzione alla robotica sottomarina. Cinematica e dinamica di un veicolo subacqueo. Tecnica di controllo PID SISO.
Controllo sliding mode di sistemi ad un solo ingresso.
Chattering del segnale di controllo e metodi per evitarlo: boundary layer, second order sliding.
Controllo robusto di manipolatori.
Introduzione al Visual Servoing. Tipi di telecamere. Sensori a CCD e a C-MOS. Modello pinhole camera. Distanza focale. Modello di telecamera full perspective. Effetto di distorsione della lente e tecnica di undistortion. Calibrazione di una telecamera. Elementi di geometria proiettiva (omografie). Structure from motion.
Esercitazioni:
1) Esercizio svolto in aula: modellazione dinamica del pendolo di Furuta (massa concentrata).
2) Svolgimento in aula di esercizi sulla controllabilità di sistemi anolonomi: uniciclo su piano, sfera su piano, veicolo di tipo differential drive.
3) Esercizio svolto in aula: controllo in backstepping di un motore cc che comanda la rotazione di un volano.
4) Esercizio svolto in aula: applicazione del controllo sliding mode ad un motoriduttore con attrito ed incertezza del modello.
5) Esercizio svolto in aula: applicazione della tecnica di controllo robusto di manipolatori ad un sistema ad un grado di libertà (massa su piano con attrito).