PRESENTAZIONE

Il corso presenta i fondamenti del modellamento e del controllo su base geometrica/cinematica per manipolatori seriali. Argomenti principali sono le tecniche di modellamento geometrico e cinematico, le tecniche di controllo su base cinematica direttamente implementate nello spazio operativo; nonchè la risultante architettura generale di controllo  (KCL: Kinematic Control Layer).

Il modellamento dinamico e le relative tecniche di controllo nello spazio dei giunti, nonchè le loro architetture funzionali e algoritmiche saranno esposte soltato ad un livello estremamente introduttivo  (in quanto sviluppate in dettaglio in altro corso) quale livello di controllo (DCL: Dynamic Control Layer) innestato all'interno del loop esterno operante su base cinematica (KCL: Kinematic Control Layer), costituendo infatti quest'ultimo il principale obbiettivo del corso.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

This course presents the fundamentals of the modeling and control techniques of serial manipulators. Topics include robot architectures, geometric modeling, kinematic modeling, dynamic modeling and its applications, as well as the classical PID controller and computed torque controller.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Scopo: fornure allo sudente i fondamenti del modellamento geometrico e cinematico, nonvcé del controllo su base cinematica (KCL: Kinematic Cotrol Layer) per manipolatori; con una particolare enfasi assegnata alla struttura funzionale ed algoritmica dell'architettura di controllo risultante dalle sviluppate metodologie di modellamento

Risultati di apprendimento: caacità di modellare la geometria e la cinematica di un manipolatore; e solo molto parzialmente nche la sua dinamica (in quento sviuppata in dettaglio in altro corso).  Capacità di organizzare l'intera architettura finzionale e algoritmica costituente il KCL (kinematic Control Layer) di un qualsiasi manipolatore.  Capacità di strutturare e sviluppare assegnati obbiettivi di controllo del moteo di un robot, nell'ambito  della sviluppata architettura generale di controllo KCL.    . 

PREREQUISITI

Fundamenti (anche se verranno rivisti) di geometria e cinemtica Euclidea; e molto parzialmente anche di dinamica Newtoniana.

Fundamenti di Teoria dei Sistemi e/o di Controlli Automatici classici

MODALITA' DIDATTICHE

In caso di perdurante situazione da Covid 19, le lezioni verranno tenute in modalità remota tramite la piattaforma TEAM.

In quetsto caso l lezioni saranno registrate e rese disponibili agli studenti del corso

Nel caso opposto (cessazione a Covid 19) le lezioni verranno tenute in presenza.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso è orhganizzato in 5 capitoli:

1- Fondamentii generali di geometria e associati strumenti algoritmici

2- Geometrua dei manipolatori: La funzionalità di Modellemento Geometrico (GM: Geometric Modelling))  e le associate funzionalità di Computazione Geometrica (GC: Geometric Computing)

3- Fondamenti generali di cinematica e associati strumenti algoritmici

4- Cinematica dei manipolatori: Matrici Jacobiane fiondamentali.  Matrici Jacoibiane di task; ta funzionalità di Modellamento Cinematico (KM:Kinematic Mdelling) e le associate funzionalità di computazione cinematica di task (KC: Kinematic Computing)). iI problema cinematico inverso e i suoi metodi algiritmicidi soluzione.

5- Il livello di controllo cinematico (KCL:Kinematic Control Layer): Controllo in anello chiuso fondato sul metodidi inversione cinematica (CLIK: Closed-loop Inverse-Kinematic based control).  Il controllo a priorità di task (TP-CLIK: Task-Priority based CLIK).  La risultante intera architettura funzionale ed algoritmica di controllo KCL. Il KCL quale loop esterno pilotante il sottostante loop interno inerante il livello di controllo dinamico (DCL: Dynamic Control Layer), viluppao in dettaglio in altro corso.

Note del corso: poichè ancora in preparazione, le note del corso verranno messe a disposizione soltanto in riferimento a parti dei sopra elencati caitoli. la partecipazione alle lezioni è quindi fortemente consiglata e raccomandata.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

- B. Siciliano, L. Scxiavicco, L. Villani, L. Oriolo: "Robotics: Modelling, Planning and Control"; Mc Graw-Hill, 2009

- W. Khalil, and E. Dombre, "Modeling, identification and control of robots", Hermes Penton, London, 2002.

Further readings
- J. Angeles, Fundamentals of Robotic Mechanical Systems, Springer-Verlag, New York, 2002.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

GIUSEPPE CASALINO (Presidente)

MICHELE AICARDI

GIORGIO CANNATA

GIOVANNI INDIVERI

ENRICO SIMETTI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/10635/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Colloquio orale, con possibilità di svolgimento di alcuni semplici esercizi di controllo dei manipolatori

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

30% continuous assessment, 70% from end of semester examination.

Calendario appelli