Insegnamento
Titolo del corso
Robotica e Automazione
Codice identificativo del corso
1920-3-E3101Q114
Dettaglio delle attività didattiche 2019/20
- mar 10.03.2020 15:30 - 18:30 webex, introduzione all'insegnamento Sorrenti e Marchese, poi lezione Sorrenti
- Introduzione al programma dell'insegnamento
- Modalità d'esame
- inizio nascita del nome della disciplina; rassegna di cosa è oggi la robotica, di quale discipline coinvolge, di quale saranno gli ambiti di nostro maggiore interesse, dei collegamenti con altri insegnamenti erogati nella LT e LM in Informatica e Fisica; introduzione come da introduzione del libro di testo: robot fissi e mobili, ciclo fondamentale (mondo fisico => sensori => processing => attuazione => mondo fisico), sensoristica propriocettiva / eterocettiva, struttura meccanica (cinematica) e spazio di lavoro di principali cinematiche di manipolatori (cartesiani, cilindrici, polari, scara, antropomorfo, con parallelogramma, polso sferico, paralleli, ibridi serie-paralleli, pinze a dita parallele e non, mani, etc.), rassegna ruote (fisse, sterzate, piroettanti, swedish-mecanum-omnidirezionali) e di cinematiche di basi mobili (differenziale, synchro, tricycle, ackerman, omnidirectional con sterzanti e con swedish), stabilità statica, olonomo (assenza di vincoli sul movimento istantaneo) vs. anolonomo (presenza di vincoli sul movimento istantaneo); ambiente strutturato come caratteristica principale di robotica industriale, diffusione di robot industriali nel tempo e nei diversi settori, automazione rigida e programmabile e flessibile, AGV e loro evoluzioni con più autonomia, rassegna di robot industriali.
- mer 11.03.2020 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese
- Riassunto T. dei Sistemi (Inizio thread T. dei Sistemi)
- Tassonomia dei Sistemi Dinamici, inquadramento dei Sistemi Lineari nell'ambito di tutta la T. dei Sistemi;
- Definizione formale e generale di Sistema Dinamico (8-pla);
- Definizione di Linearità e Principio di Sovrapposizione degli Effetti.
- gio 12.03.2020 08:30 - 10:30 webex, lezione Sorrenti
- completamento rassegna di applicazioni di robotica (avanzate);
- diversi sistemi di coordinate per definire posizione di punti;
- gradi di libertà di corpi rigidi in 2D e 3D;
- sistema di riferimento intrinseco ad una curva, cerchio osculatore, raggio di curvatura, etc.
- rotazioni in coordinate cartesiane, rotazioni elementari;
- composizione di rotazioni;
- rappresentazione dell'orientamento: angoli di eulero: eulero 1 ed eulero 3 (roll-pitch-yaw);
- mar 17.03.2020 15:30 - 18:30 webex, lezione Marchese
- Modelli matematici dei Sistemi Dinamici
- Modello Sistema Regolare tempo-variante, Modello Sistema lineare, Modello Sistema lineare tempo-variante (rapp. F, G, H), Modello Sistema lineare tempo-invariante (LTI);
- Diagramma a Blocchi di un LTI;
- Formula di Lagrange;
- Modello Sistema lineare tempo-invariante (tempo discreto);
- Def. evento, movimento, traiettoria nella T. dei Sistemi;
- Stati di equilibrio per un Sistema Dinamico;
- Proprietà di Raggiungibilità di uno stato, Indistinguibilità tra due stati;
- Proprietà di Raggiungibilità e Controllabilità per un Sistema;
- Raggiungibilità e Controllabilità nei LTI (teorema);
- mer 18.03.2020 16:30 - 18:30 webex, lezione + esercitazione Sorrenti
- rotazioni attorno ad un asse;
- veloce descrizione di uso di quaternioni per orientamento;
- veloce introduzione alle rappresentazione di punti mediante coordinate omogenee;
- rappresentazione di trasformazioni rigide in coordinate omogenee e menzione di capacità di rappresentare anche altre trasformazioni;
- perdita di proprietà su inversa = trasposta rispetto alle pure rotazioni
- composizione di rototraslazioni in coordinate omogenee
- introduzione al primo esercizio basato sulla odometria per basi mobili a cinematica differenziale
- concetto di sistema di calcolo della pose incrementale / dead - reckoning
- gio 19.03.2020 08:30 - 10:30 webex, esercitazione Sorrenti + kaltura lezione Sorrenti
- brevissima revisione primissima parte di primo esercizio (solo risoluzione sistema per avere distanza da CIR e angolo di rotazione rispetto alle misure degli archi ricevute dai sensori sulle ruote);
- inizio cinematica bracci manipolatori (registrata);
- mar 24.03.2020 15:30 - 18:30 webex, lezione Marchese (saltata per non funzionamento piattaforma)
- mer 25.03.2020 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese
- Digressione sui sistemi impropri
- Proprietà di Osservabilità e Ricostruibilità per un LTI
- Proprietà di Stabilità di uno stato di equilibrio per un Sistema Dinamico
- Calcolo dello Stato di equilibrio per un LTI dato un ingresso di equilibrio
- Ciclo limite e bacino di attrazione
- Criterio di Liapunov
- Sistema libero (LTI)
- gio 26.03.2020 08:30 - 10:30 webex, esercitazione Sorrenti + kaltura lezione Sorrenti
- revisione rototraslazioni elementari per primo esercizio, loro composizione per la trasformazione one-period, composizione con pose precedente per ottenere pose corrente, definizione deadline per consegna, etc.
- cinematica bracci manipolatori (registrata);
- mar 31.03.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Polinomio caratteristico di una matrice e autovalori
- Teoremi sulla Stabilità di un LTI (Asint. Stabilità, Sempl. Stabilità, Instabilità debole/forte)
- Decomposizione Canonica alla Kalman
- Teoremi Stabilità con sottosistemi di un LTI
- Es. Circuito RC (1): modello matematico (F,G,H), calcolo dello stato di equilibrio, determinazione delle proprietà di Controllabilità, Osservabilità, Asint. Stabilità
- mer 01.04.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Trasformata di Laplace (legame con Trasf. di Fourier)
- Teoremi: linearità, derivazione, integrazione, valore iniziale, valore finale
- Formula dell'antitrasformata
- Funzioni di Trasferimento (Sistemi LTI MIMO/SISO)
- Fattorizzazioni (poli, zeri , guadagno, passaggio tra le 2 forme)
- Legame tra FdT e Rappresentazione in termini di Stato
- gio 02.04.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Es. Circuito RC (2): plot Risposta a gradino, ruolo della Costante di Tempo/Autovalore
- Es. Cisterna (1): schema di principio, modello matematico (F,G,H), asint. stabilità
- mar 07.04.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Legame tra poli di una FdT, autovalori della matrice dinamica F e stabilità di un sistema
- Esempi di risposta di un LTI di I grado alla sollecitazione a gradino a seconda del valore dei poli
- Esempi di risposta di un LTI di II grado alla sollecitazione a gradino a seconda del valore dei poli
- Teorema Fondamentale della Risposta in Frequenza
- Es. Cisterna (2): controllabilità, osservabilità, FdT, risposta a gradino
- Es. Forno 1: schema di principio, modello matematico ('senza pareti'), stato di equilibrio, asint. stabilità, controllabilità, osservabilità
- Es. Forno 2: schema di principio, modello matematico con inclusa la dinamica delle pareti
- mer 08.04.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti, ancora revisione prima esercitazione + Q&A su prima parte di cinematica dei manipolatori
- gio 09.04.2020 08:30 - 10:30 vacanza
- mar 14.04.2020 15:30 - 18:30 vacanza
- mer 15.04.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Es. Carrello frenato: schema di principio, modello matematico, stato di equilibrio, asint. stabilità, controllabilità, osservabilità
- Es. Pendolo con attrito (1): schema di principio, modello matematico
- gio 16.04.2020 08:30 - 10:30 annullata
- mar 21.04.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Es. Pendolo con attrito (2): analisi di 2 stati di equilibrio e loro stabilità
- Accenni alla linearizzazione di un sistema dinamico non-lineare
- Diagramma di Bode dei Moduli, carta semilogaritmica, diagramma asintotico
- mer 22.04.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Es. FdT di un sistema din. improprio
- Diagramma di Bode delle Fasi, carta semilogaritmica, diagramma asintotico
- Diagr. di Bode dei filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda
- gio 23.04.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Risonanza: pulsazione naturale e fattore di smorzamento, pseudo-periodo e costante di tempo, pulsazione di risonanza, risposta ad impulso e gradino, Diagr. di Bode
- Combinazione di più sistemi e stabilità (collegamento in parallelo, in serie, in retroazione negativa)
- mar 28.04.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Legame tra Simulink e Matlab
- Presentazione modello SIR
- mer 29.04.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti
- sessione domande e risposte su argomenti fino a sezione 2.11 del libro di testo
- organizzazione pubblicazione e definizione deadline prossimo esercizio matlab su rototraslazioni nello spazio
- assegnamento prossima parte di materiale teorico da studiare (sezione 2.12 cinematica inversa, sono poco importanti i dettagli delle risoluzioni ed entrambe le sezioni 2.12.1 e 2.12.3)
- previsione di dare più spazio ad automatica prima di riprendere gli argomenti di robotica industriale
- mar 05.05.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Motore DC (1):
- Legge di Lorentz, Legge dell'induzione di Faraday-Henry (per vol. infin., conduttore, spira, rotore)
- Programmazione dei Robot (1):
- Traiettorie Stop-to-Stop, Point-to-Point, Controllate, Continue
- mer 06.05.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Motore DC (2):
- Principio dell'Allineamento
- Modello elettrico di un motore DC
- T. del Controllo (1):
- Legge di controllo (con e senza accesso allo stato)
- Schema di controllo con retroazione sull'uscita
- gio 07.05.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Programmazione dei Robot (2):
- Classificazione a livelli di astrazione dei linguaggi di programmazione per robot
- ARM-BASIC:
- Istruzioni: STEP, CLOSE, SET, RESET, READ, ARM
- AL (1):
- Dati elem.: SCALAR, VECTOR, ROT
- mar 12.05.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Motore DC (3):
- Modello meccanico (motore+riduttore+giunto+carico) senza attriti
- Aggiunta degli attriti coulombiani e viscosi
- Modello complessivo meccanico-elettrico
- Coversione del modello nella forma canonica (F, G, H)
- Diagramma a blocchi completo
- Disaccoppiamento in frequenza tra la parte veloce (elettrica) e la parte lenta (meccanica)
- mer 13.05.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- T. del Controllo (2):
- Legge di controllo (con e senza accesso allo stato)
- Schema di controllo con retroazione sull'uscita
- Sistema canonico di Lur'e
- Requisiti di un sistema di controllo (stabilità, prestazioni, in cond. nominali e perturbate)
- Stabilità in condizioni nominali
- Programmazione dei Robot (3):
- Dati elem.: FRAME, TRANS
- Blocco BEGIN-END
- gio 14.05.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti
- sessione di domande e risposte finale su cinematica inversa, spazio di lavoro e di lavoro con destrezza, calibrazione cinematica, etc.
- mar 19.05.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- T. del Controllo (3):
- Diagramma di Nyquist
- Criterio di Nyquist (asint. stabilità di un sistema retroazionato)
- Esempio applicazione Criterio di Nyquist
- Margine di Guadagno
- Programmazione dei Robot (4):
- Istruzioni MOVE con APPROACH, DEPARTURE, VIA points, DURATION
- Istruzioni MOVE, OPEN, CLOSE, CENTER
- Pick-and-Place
- Es. "Mattone nel forno"
- mer 20.05.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- T. del Controllo (4):
- Margine di Fase
- Criterio di Bode
- Specifiche di un sistema di controllo
- Programmazione dei Robot (5):
- Istruzioni AFFIX, UNFIX
- Mondo a Blocchi, Es. impilamento di 2 blocchi
- gio 21.05.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti
- sessione di domande e risposte su attuatori, driver, etc.
- introduzione veloce all'esercizio su convenzioni di Denavit e Hartmberg.
- mar 26.05.2020 15:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- T. del Controllo (5):
- Progettazione di un Sistema di Controllo (Tecnica di Assegnazione dei Poli)
- Progetto Statico
- Progetto Dinamico
- Esempio progettazione di un sistema di controllo dato il modello di processo e le specifiche del controllo
- Varie ipotesi di progetto statico e dinamico con la tecnica di assegnazione dei poli
- Uso di Sisotool per la progettazione
- mer 27.05.2020 16:30 - 18:30 => (9:00-10:30) https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Programmazione dei Robot (6):
- Controllo in forza, Istruzioni ON-DO, FORCE, TORQUE, STIFFNESS
- Strutture di Controllo dell'esecuzione (IF-THEN-ELSE, FOR-DO, WHILE-DO, DO-UNTIL) e PROCEDURE
- Programmazione concorrente (COBEGIN-COEND) e istruzioni di sincronizzazione (EVENT, WAIT, SIGNAL)
- Es. passaggio di un pezzo tra due bracci
- Progetto di un Controllo di Posizione per Motore DC (1)
- gio 28.05.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti
- sessione di domande e risposte su controllo indipendente ai giunti e pianificazione / interpolazione di traiettoria.
- revisione congiunta testo esercizio su convenzioni di Denavit e Hartmberg e definizione data limite di consegna
- mar 02.06.2020 15:30 - 18:30 vacanza
- mer 03.06.2020 16:30 - 18:30 https://unimib.webex.com/meet/fabio.marchese, lezione Marchese
- Progetto di un Controllo di Posizione per Motore DC (2)
- Progettazione regolatore anello di velocità
- Progettazione regolatore anello di posizione
- Anticipo di velocità
- PID
- Controllo digitale (Formula di Eulero, ADC, DAC)
- Controllo di Velocità interagente di 2 motori
- gio 04.06.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti
- gio 11.06.2020 08:30 - 10:30 https://unimib.webex.com/meet/domenico.sorrenti, Sorrenti
Ultime modifiche: martedì, 9 giugno 2020, 15:54