2021-3-E3101Q114: Piano delle attività didattiche 2020/21

mar 02.03.2021 14:30 - 16:30 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,
rassegna robots, manipolatori industriali, sistemi di produzione, manipolatori collaborativi, robotica mobile, mobile manipulation,

mer 03.03.2021 12:30 - 15:30 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;

ven 05.03.2021 11:30 - 13:30 webex, lezione Sorrenti

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.
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;

mar 09.03.2021 14:30 - 16:30 annullata
mer 10.03.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Sorrenti

rotazioni in coordinate cartesiane, rotazioni elementari;
composizione di rotazioni;
rappresentazione dell'orientamento: angoli di eulero: eulero 1 ed eulero 3 (roll-pitch-yaw);
rotazione attorno ad un asse noto;
cenni sui quaternioni (argomento non oggetto di esame)

ven 12.03.2021 11:30 - 13:30 webex, lezione Sorrenti

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 della 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

mar 16.03.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Marchese

Definizione formale e generale di Sistema Dinamico (8-pla)
Definizione di Linearità e Principio di Sovrapposizione degli Effetti

mer 17.03.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Modelli per tipologie di Sistemi Dinamici
Modello di Sistema Lineare tempo-(in)variante a tempo continuo (LTI)
Modello a Blocchi di LTI; Formula di Lagrange
Modello di Sistema Lineare tempo-(in)variante a tempo discreto e formula risolutiva
Definizioni di Evento (Spazio degli Eventi), Movimento, Traiettoria, Stato di Equilibrio
Raggiungibilità di uno stato
Indistinguibilità di 2 stati
Raggiungibilità di un Sistema

gio 18.03.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese

Controllabilità di un Sistema
Proprietà di Controllabilità/Raggiungibilità per un LTI
Proprietà di Osservabilità/Ricostruibilità per un LTI
Concetto di Stabilità - Def. Generale - Stabilità in Grande
Criterio di Liapunov

ven 19.03.2021 11:30 - 12:30 webex, esercitazione Sorrenti

revisione di questioni relative alla prima consegna su roto-traslazioni nel piano, segni di traslazioni e rotazioni da usarsi in marici trasformazione elementare, struttura del codice, uso di patch, trasformazione rispetto al mondo, etc.;

mar 23.03.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Sorrenti

cinematica dei manipolatori, convenzioni D-H, rassegna parametrizzazioni DH di cinematiche notevoli, spazio cartesiano/operativo vs. dei giunti.

mer 24.03.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Stato di Equilibrio per un LTI
Sistema Libero
Polinomio caratteristico della matrice F, autovalori di F
Teorema della Stabilità di un LTI (asint. stabilità, semplice stabilità, instabilità forte/debole)
Es. Circuito RC (modello dinamico, proprietà di controllabilità/raggiungibilità, osservabilità/ricostruibilità, stabilità, p.to di equilibrio)

gio 25.03.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Sorrenti

spazio operativo/cartesiano vs dei giunti, non linearità della cinematica diretta;
spazio di lavoro raggiungibile e raggiungibile con destrezza;
ripetibilità, fattori che portano ad una ripetibilità finita, necessità di rumore su tutte le misure, effetto della discretizzazione spaziale (lunghezze / angoli), etc. etc.;
cenni alla programmazione con fase di raccolta sul campo delle variabili di tipo pose ed importanza di alta ripetibilità per certe lavorazioni, es. peg-in-hole;
accuratezza, fattori che portano ad una accuratezza finita;
cenni alla programmazione offline come situazione in cui è importante una buona accuratezza.

mar 30.03.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Sorrenti

calibrazione cinematica come problema di ottimizzazione non vincolata, risolvibile in senso minimi quadrati
introduzione al problema della cinematica inversa
semplificazione della solutione della cinematica inversa per manipulatori con polso sferico
solutione della cinematica inversa per manipulatori antropomorfi, numero discreto di configurazioni
solutione della cinematica inversa per polso sferico, numero discreto di configurazioni

mer 31.03.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Decomposizione di Kalman
Trasformata di Laplace
Funzione di Trasferimento

gio 01.04.2021 (vacanza Pasqua) 15:00 - 17:00 webex, recupero lezione Marchese

Es. FdT - Legame poli-autovalori
Es. Circuito RC (FdT, costante di tempo, plot temporali)
Es. Serbatoio (modello dinamico)

mar 06.03.2021 (vacanza Pasqua) 14:30 - 16:30 webex, recupero lezione Marchese

Teorema Fondamentale della Risposta in Frequenza
Diagrammi di Bode 1
Es. Serbatoio (proprietà di controllabilità/raggiungibilità, osservabilità/ricostruibilità, stabilità, p.to di equilibrio)
Diagrammi risposta a gradino dei Sistemi del I ordine

mer 07.04.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Diagr. Bode dei Moduli - Diagr. Bode degli Sfasamenti
Filtri (passabasso, passaalto, passabanda, attivi/passivi)

gio 08.04.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Sorrenti

esercitazione domande e risposte su seconda consegna su roto-traslazioni nello spazio
sistema di riferimento intrinseco ad una curva, cerchio osculatore, raggio di curvatura, etc.
introduzione al problema della interpolazione di traiettoria, necessità di limitare l'energia del controllo, percorsi e traiettorie, introduzione all'interpolazione nello spazio dei giunti e nello spazio cartesiano

mar 13.04.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Sorrenti

interpolazione nello spazio dei giunti con l'approccio "profili trapeziodali di velocità"
interpolazione di traiettoria nello spazio cartesiano
introduzione alla attuazione, alimentazione, modulazione alimentazione, motore e suo controllo, trasmissione, carico
potenze in gioco in attuazione
brevissima introduzione alle trasmissioni meccaniche
brevissima rassegna tecnologie per motori
modulazione della alimentazione elettrica mediante tecnica PWM e ponte H

mer 14.04.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Risonanza
Es. Serbatoio (proprietà di controllabilità/raggiungibilità, osservabilità/ricostruibilità, stabilità, p.to di equilibrio)
Es. Forno 1 (modello dinamico, proprietà di controllabilità/raggiungibilità, osservabilità/ricostruibilità, stabilità, p.to di equilibrio)

gio 15.04.2021 16:30 - 18:30 non erogata
mar 20.04.2021 14:30 - 16:30 sospensione delle lezioni
mer 21.04.2021 12:30 - 15:30 sospensione delle lezioni
gio 22.04.2021 16:30 - 18:30 sospensione delle lezioni
mar 27.04.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Sorrenti

sensoristica di emergenza, propriocettivi, eterocettivi ed esempi
sensori di posizione angolare: potenziometri ed encoder; encoder assoluti e codifica multi-circonferenza, encoder incrementali; lettura sui livelli, in quadratura, intervalli tra edges
sensori di velocità, dinamo tachimetrica;
sensori eterocettivi di forza e coppia (e ripasso di coppia, etc.)
sensori di distanza a tempo di volo
sonar: principi base (propagazione onda sferica, effetti forma e materiali target, distribuzione energia polare
inizio revisione teorema del campionamento

mer 28.04.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Diagrammi risposta a gradino dei Sistemi del II ordine
Es. Forno 2 (modello dinamico, proprietà di controllabilità/raggiungibilità, osservabilità/ricostruibilità, stabilità, p.to di equilibrio)
Combinazioni di sottosistemi (serie, parallelo, retroazione) e stabilità
Introduzione alla Teoria del Controllo
Es. Carrello (modello dinamico)

gio 29.04.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Sorrenti

decomposizione segnale in componenti sinusoidali di varie ampiezze e fasi, segnali che variano rispetto al tempo, segnali che variano rispetto allo spazio, segnali che variano sia rispetto al tempo che allo spazio, spettro di ampiezza e di fase, frequenza più elevata dello spettro del segnale originale, campionamento e spettro di ampiezza del segnale campionato riportante lo spettro del segnale originario replicato ogni 2 volte la frequenza di campionamento, ricostruzione mediante filtro passa-basso con pendenza infinita e limite inferiore alla frequenza di campionamento, problemi (aliasing) se le repliche si sovrappongono tra loro, fisica non realizzabilità di filtro con pendenza infinita e necessità di coefficiente ingegneristico di sicurezza => limite inferiore per la frequenza di campionamento pari a 3 - 5 volte la frequenza più elevata del segnale originale.
...

mar 04.05.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Sorrenti
mer 05.05.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Architettura di Controllo - Sistema Canonico di Lur'e
Motore DC 1 - Legge di Lorentz (carica el., conduttore, spira)
Es. Carrello (proprietà di controllabilità/raggiungibilità, osservabilità/ricostruibilità, stabilità, p.to di equilibrio)

gio 06.05.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese

Es. Pendolo (modello dinamico non lineare, 2 p.ti di equilibrio e stabilità) - Modello per piccole oscillazioni (LTI)
Motore DC 2 - Legge di Lorentz (N spire)
Legge di Faraday-Henry (legge puntuale, conduttore, spira, N spire)

mar 11.05.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Marchese

Requisiti nella progettazione dei controllori:

Stabilità

Stabilità in condizioni nominali
Stabilità in condizioni perturbate

Prestazioni

Prestazioni statiche in condizioni nominali
Prestazioni dinamiche in condizioni nominali
Prestazioni in condizioni perturbate

Funzione d'anello L(s)
Motore DC 3 - Meccanismo di commutazione della corrente (collettore)
Ortogonalità dei campi magnetici di statore e rotore

mer 12.05.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Diagramma di Nyquist
Criterio di Nyquist con esempio
Motore DC 4 - Modello elettrico
Caratteristiche positive e negative dei Motori DC
Programmazione dei Robot 1 (inizio thread) - Traiettorie Stop_to_Stop, Point_to_Point, Controllata, Continua
Apprendimento traiettorie mediante telecomando, simulacro, diretto

gio 13.05.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Sorrenti

sessione di domande e risposte sulla terza consegna matlab su convenzioni DH;
revisione camere 3D a triangolazione;
camere 3D a tempo di volo, principio funzionamento, modulazione flash, etc.
comparazione errori di misura approcci ToF e triangolazione;
revisione modalità di esame per la parte scritta non coperta dalle consegne.

mar 18.05.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Marchese

Stabilità robusta: Margine di Guadagno e Margine di Fase
Criterio di Stabilità di Bode
Motore DC 5 - Modello Meccanico (1), Relazione cinematica

mer 19.05.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese

Motore DC 6 - Modello meccanico (2)
Modello Meccanico-Elettrico di Motore+Trasmissione+Giunto (con attriti)
Modello in versione matriciale e diagramma a blocchi
Programmazione dei Robot 2 - Classificazione a livelli dei linguaggi di programmazione per robot

gio 20.05.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese

Motore DC 7 - Poli dominanti
Sistema lento-veloce e Disaccoppiamento in frequenza
Modello del motore pilotato in corrente
Programmazione dei Robot 3 - Linguaggio Arm-Basic
Linguaggio AL (1) - Tipo SCALAR

mar 25.05.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Marchese
mer 26.05.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese
gio 27.05.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese
mar 01.06.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Marchese
mer 02.06.2021 sospensione delle lezioni
gio 03.06.2021 13:30 - 15:30 webex, incontro domande e risposte su argomenti dello scritto Sorrenti
gio 03.06.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese
lun 07.06.2021 14:30 - 16:30 U24-C02, scritto su parti non coperte da consegne matlab Sorrenti
mar 08.06.2021 14:30 - 16:30 webex, lezione Marchese
mer 09.06.2021 12:30 - 15:30 webex, lezione Marchese
gio 10.06.2021 16:30 - 18:30 webex, lezione Marchese

Ultime modifiche: giovedì, 3 giugno 2021, 13:35