Interazione fisica con i robot (2018/2019)



Codice insegnamento
4S007197
Crediti
6
Coordinatore
Riccardo Muradore
Altri corsi di studio in cui è offerto
Altri corsi di studio in cui è offerto
    Settore disciplinare
    INF/01 - INFORMATICA
    Lingua di erogazione
    Italiano
    L'insegnamento è organizzato come segue:
    Attività Crediti Periodo Docenti Orario
    Teoria 3 II semestre Riccardo Muradore

    Vai all'orario delle lezioni

    Laboratorio 3 II semestre Riccardo Muradore

    Vai all'orario delle lezioni

    Obiettivi formativi

    Il corso si propone di fornire le basi teoriche dei sistemi di teleoperazione e dell'interazione fisica con l'ambiente, con particolare riferimento alla progettazione di architetture di controllo in grado di garantire la stabilità di tali sistemi anche in presenza di incertezze e ritardi di comunicazione.

    Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito le conoscenze per analizzare le caratteristiche tecniche e le proprietà strutturali di un sistema di controllo d'interazione diretta o tele-operata con l'ambiente.

    Queste conoscenze consentiranno allo studente di: i) contruire il modello matematico di un sistema di teleoperazione; ii) costruire il modello matematico dell'interazione fisica uomo robot, iii) progettare una architettura di controllo per garantire la stabilità; iv) implementare la struttura di controllo in Matlab/Simulink e/o in ROS (Robot Operating System).

    Alla fine del corso lo studente avrà acquisito la capacità di definire le specifiche tecniche per un sistema di controllo dell'interazione fisica e di teleoperazione bilaterale e conseguentemente di scegliere la più opportuna modalità di progettazione dell'architettura di controllo.

    Inoltre sarà in grado di: i) confrontarsi con altri ingegneri (e.g. elettronici, automatici, meccanici) per progettare architetture di controllo avanzate per sistemi di interazione fisica e di teleoperazione complessi; ii) di proseguire gli studi in modo autonomo nell’ambito della progettazione di architetture basate su metodi stocastici e non lineari.

    Programma

    Argomenti che verranno trattati durante le lezioni teoriche:
    - modello dinamico dei manipolatori robotici
    - controllo del moto (PID)
    - controllo di forza (forza, impedenza)
    - teoria della passività
    - schemi avanzati di teleoperazione
    - compensazione del ritardo di comunicazione

    Argomenti che verranno trattati durante le lezioni di laboratorio
    - Tuning di un controllore PID
    - Implementazione di uno stimatore di velocità
    - Identificazione di un sistema elettromeccanico partendo da dati sperimentali
    - Implementazione degli algoritmi di teloperazione in ROS/Matlab-Simulink

    MATERIALE DIDATTICO: durante il corso verranno fornite dispense, slide e riferimenti di articoli scientifici.

    Modalità d'esame

    L'esame consisterà in un progetto su alcuni degli argomenti sviluppati durante il corso. Lo studente dovrà implementare su ROS (e/o Matlab/Simulink) un algoritmo di teleoperazione, verificarne il corretto funzionamento e presentare un breve documento tecnico sul lavoro fatto.

    Per superare l'esame lo studente dovrà dimostrare di:
    - aver compreso i principi alla base del funzionamento di un sistema di teleoperazione bilatera,
    - saper applicare le conoscenze acquisite durante il corso per risolvere il problema assegnato.
    - essere in grado di esporre il proprio lavoro e di argomentare le scelte progettuali.

    Materiale didattico
    Titolo Formato (Lingua, Dimensione, Data pubblicazione)
    Chapter Bode Diagram  zipzip (it, 353 KB, 31/03/19)
    Chapter Nyquist  zipzip (it, 482 KB, 15/04/19)
    Chapter PID  zipzip (it, 244 KB, 31/03/19)
    Chapter Specifications  zipzip (it, 329 KB, 31/03/19)
    Chopra-Spong-Lozano Algorithm  zipzip (it, 544 KB, 11/05/19)
    Dati Banchetto teleoperazione  zipzip (it, 2248 KB, 08/04/19)
    DC motors  zipzip (it, 2149 KB, 25/03/19)
    Franken et Al Algortihm  zipzip (it, 1281 KB, 26/05/19)
    Intro Teleoperation Part I  zipzip (it, 2578 KB, 06/03/19)
    Intro Teleoperation Part II  zipzip (it, 1224 KB, 06/03/19)
    Lee-Huang Algortihm  zipzip (it, 961 KB, 26/05/19)
    Lee-Spong Algorithm  zipzip (it, 725 KB, 11/05/19)
    Niemeyer-Slotine Algorithm  zipzip (it, 641 KB, 29/04/19)
    Passivity  zipzip (it, 390 KB, 15/04/19)
    PID controllers  zipzip (it, 566 KB, 11/05/19)
    Ryu-Artigas-Preusche Algorithm  zipzip (it, 831 KB, 11/05/19)
    Statistical filtering  zipzip (it, 333 KB, 08/04/19)
    Teleoperation without comm. delay  zipzip (it, 464 KB, 31/03/19)

    Opinione studenti frequentanti - 2017/2018