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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Unidad de Posgrado y Segunda Especialización
Sílabo
Curso: EE- 72 ROBÓTICA
(Aplicación de Técnicas Avanzadas de Control)
I.
INFORMACIÓN GENERAL:
Maestría en Ciencias, Mención
Código y Curso
Créditos
Pre requisito
Duración total del ciclo
Horas lectivas por semana
Horas lectivas por ciclo
Profesor
II.
: Automática e Instrumentación
: EE-72 Robótica
:4
: ninguno
: 14 semanas
: 4 (cincuenta minutos cada hora)
: 56 horas académicas
: M. Sc. José Machuca Mines
OBJETIVO:
La Robótica es un campo multidisciplinario complejo en el cual intervienen diversas áreas
tecnológicas y especialidades de Ingeniería, como Ing. Mecánica, Ing. Electrónica, Ing.
Automática, Ing. Computacional, Procesamiento de señales, Inteligencia artificial, etc.
haciendo uso de las ciencias básicas teóricas y aplicadas.
El objetivo del curso es dar un conocimiento general de los diversos métodos de controlar
trayectorias articulares y espaciales de robots industriales usando técnicas avanzadas de
control. Al finalizar el curso el participante debe ser capaz de formular la dinámica de
cualquier tipo de robot, acoplarlo con la dinámica de los actuadores y sensores internos del
robot, analizar y proponer la solución apropiada del problema de control y validarlas
aplicando simulación gráfica
III.
RESUMEN:
Terminología y definiciones generales. Formulación dinámica inversa y directa de robots,
formulación dinámica de motores y sensores. Generación de trayectorias articulares y
cartesianas. Control PID Robusto Multivariable. Control mediante Compensación No Lineal.
Control mediante Compensación Adaptiva. Control de Estructura Variable. Control Adaptivo
de Simple Articulación. Control Adaptivo Autosintonizable Multivariable. Control Difuso.
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Profesor: M. Sc. José Machuca Mines
Curso: EE-72 Robótica
Periodo Académico: 2015-I
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Unidad de Posgrado y Segunda Especialización
IV.
CONTENIDO:
Capítulo 1. INTRODUCCIÓN
Generalidades de Robótica. Definición de Robots. Componentes de un robot. Estructura
mecánica de robots. Arquitectura Electrónica para un robot. Especificaciones de robots.
Estructuras de robots industriales.
Sensores de posición, velocidad y esfuerzo de robots. Modelamiento Matemático de sensores.
Modelamiento matemático de motores DC. Motores sin escobillas (Brushless Motors)
Modelamiento matemático de motores Brushless.
Capitulo 2. FORMULACIÓN DINÁMICA DE ROBOTS
Representación de la Dinámica Inversa de la estructura mecánica de un robot mediante la
Formulación de Lagrange-Euler y de Newton-Euler.
Capitulo 3. FORMULACIÓN MATEMÁTICA DEL MOTOR-ROBOT-SENSOR
Acoplo de la dinámica de los motores y de los sensores con la dinámica del robot. Dinámica
Inversa del Sistema Motor-Robot-Sensor. Representación de la Dinámica Directa del Sistema
Motor-Robot-Sensor. Representación de la Dinámica Directa del Sistema en el espacio de
estados. Solución Numérica de la Dinámica Directa del sistema.
Capitulo 4. GENERACIÓN DE TRAYECTORIAS
Trayectorias articulares. Trayectorias articulares polinómicas lineales, polinómicas cúbicas.
polinómicas quínticas y de orden superior. Trayectorias articulares trigonométricas, etc.
Trayectorias Cartesianas. Tipos: Vectoriales, de una Rotación y una traslación, de dos
rotaciones y un traslación, etc.
Capitulo 5. CONTROL DE ARTICULACIÓN SIMPLE (SISO)
Control PID de simple articulación. Control de estructura variable. Control Adaptivo con
Modelo de referencia. Control Adaptivo Autosintonizable. Control Difuso.
Capitulo 6. CONTROL DE MULTIPLE ARTICULACIÓN SIMPLE (MIMO)
Control mediante Compensación No Lineal. Control mediante Compensación Adaptiva.
Control Adaptivo con Modelo de referencia. Control Adaptivo Autosintonizable Multivariable.
Capitulo 7. CONTROL DE ROBOTS EN EL ESPACIO CARTESIANO
Control PID Cartesiano. Control de Movimiento Resuelto. Control Difuso.
Capitulo 8. INTRODUCCIÓN AL CONTROL PARA ROBOTS DE ARQUITECTURA COMPLEJA
Control para robots redundantes. Control para robots Paralelos. Control para robots rodantes.
Control para robots Caminantes.
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Profesor: M. Sc. José Machuca Mines
Curso: EE-72 Robótica
Periodo Académico: 2015-I
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Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Unidad de Posgrado y Segunda Especialización
Capitulo 9. DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE ROBOTS
Análisis del Robot a Construir. Arquitectura Mecánica. Arquitectura General Electrónica.
Controladores Digitales. Sistemas Operativos en Tiempo real. Programación de Robots.
V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
[1]
Robótica: manipuladores y Robots Móviles, Aníbal Ollero Batrone.
Editorial Alfaomega MARCOMBO 2001.
[2] Introduction to robotics, Miomir Vukobratovic.
Institute Mihajlo Pupin, Beograd, Yogoslavia 1989.
[3] Fundamentals of Robotics , Analys, Robert J. Schilling.
Editorial PRENTICE HALL 1990.
[4] Robotic, Control, Detection, vision and intelligence, K. S. Fu, R. C. Gonzales.
Editorial Mc Graw Hill 1988.
[5] Robotic Engineering, an Integrated Approach, R. Klafter, Chmielewski Negin.
Editorial PRENTICE HALL 1989.
[6] Modeling, Identification e Control of Robots, W. Khalil e Dombre.
Editorial Taylor & Francis Booksl 2002.
[7] Fundamentos de Robótica, Antonio Barrientos, Luis Felipe Peñin, Carlos Balager.
Editorial Mc Graw Hill 1999.
[8] Control de Movimientos de Robots manipuladores, Rafael Kelly.
Editorial PRENTICE HALL 2003.
[9] Robot Dynámics and Control, Mark W. Spong, M. Vidyasagar.
Editorial JOHN WILEY & SONS 1989.
[10] Robot Analysis, The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators.
Lung-Wen Tsai. Editorial JHON WILY & SONS, INC. 1999.
[11] Robotics: Modelling, Planning and Control Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco.
Luigi Villani, Giuseppe Oriolo. Editorial SPRINGER 2009.
VI.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
PF
0.3x( PPyPL) 0.3x( EP) 0.4 x( EF )
Donde:
PF=Promedio final.
PP=Promedio de prácticas.
PL=Promedio de prácticas en el laboratorio.
EP=Examen parcial (semana n° 7).
EF=Examen final (semana n° 14).
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Profesor: M. Sc. José Machuca Mines
Curso: EE-72 Robótica
Periodo Académico: 2015-I
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