Modelagem e Controle de Robôs Móveis

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Avisos 3 Q 2024

hoje 06/11 presença facultativa devido a fortes chuvas, alagamentos e ao evento da Semana das Engenharias a presença é facultativa

Aula hoje 16/10 será no laboratório 404-1.

Cronograma 3Q 2024

 

DataConteúdo
18/09/2024Apresentação da disciplina
introdução à robótica móvel
25/09/2024Locomoção de RMAs
02/10/2024Cinemática e Dinâmica de RMAs
09/10/2024Cinemática e Dinâmica de RMAs
16/10/2024Sensores – Encoder e Odometria no laboratório
23/10/2024Aula prática- atividade Odômetria
30/10/2024Sensores de Distância e Localização
06/11/2024Filtro de Kalman e Estimação de Estado
13/11/2024Controlabilidade e Problemas de Controle de RMAs
27/11/2024Seminários de Apresentação de trabalhos sobre artigos
04/12/2024Seminários e fechamentos

Avaliação

1. Atividade Teórica : (peso 5) 

Resolução de exercícios teóricos relacionados ao conteúdo. Roteiro a ser disponibilizado . Individual.

Entrega até 27/11 

 

2. Atividade Prática: ( peso 2 ) implementação do algoritmo de odometria em laboratório. Pode ser em grupo. 23/10

3. Trabalho de estudo e apresentação de um artigo relacionado a um assunto em robótica móvel . Analisar o artigo e entregar um resumo/síntese/resenha e apresentar para a turma no dia 27/11

 

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MATERIAL POSMEC

VÍDEOS DO CANAL

Locomoção

Cinemática

Dinâmica

Controlabilidade Não-Linear

Controle SDRE aplicado 

Localização

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Programa da disciplina da POSMEC MEC 415

CONTEÚDO

– Definição, tipos, classificação e aplicações de robôs móveis autônomos. 

– Modelagem cinemática de posição

 

– Modelagem cinemática diferencial 

 

– Modelagem dinâmica de diversos arranjos físicos de robôs

 

– Restrições não –holonômicas. 

 

– Controlabilidade linear e não- linear de robôs móveis

 

– Colchete de Lie e distribuição de acessibilidade

 

–  Controle de movimento de robôs móveis: o problema de rastreamento de trajetória e regulação à postura.

 

–  Localização e estimadores de estado: sensores, localização odométrica, navegação inercial no espaço

 

–  Filtro de Kalman e fusão sensorial para navegação.

 

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

 

1.  Roland Siegwart and Illah Nourbakhsh, Introduction to autonomous mobile robots, The MIT Press Cambridge, Massachusetts, London, England, 2004 

 

2.  Siciliano, B., Sciavicco, L., Villani, L., Oriolo, G, Robotics: Modelling, Planning and Control London, GBR: Springer Verlag, 2010. 

 

3. Grewal, Mohinder S. et al., Global positioning systems, inertial navigation, and integration, 2nded, Hoboken, USA: Wiley-Interscience, 2007. 

 

4. Thrun, S., Burgard, W., Fox, D. Probabilistic robotics. Cambridge, USA: MIT Press, 2006.

 

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

 

1.  Jones, Joseph L., Seiger, Bruce A., Flynn, Anita M., Mobile Robots: Inspiration to Implementation, 2nded, Natick, USA: A K Peters, c1999. 2. Katsuhiko, Ogata, Engenharia de controle moderno, 5 ed, São Paulo, SP: Pearson Education do Brasil, 2011.

 

Artigos  científicos 

Pré -requisitos recomendados

– Modelagem de sistemas lineares ( Instrumentação e controle ou Modelagem e controle ) 

– Disciplinas de controle , preferencialmente nas quais se tenha aprendido a modelar e controlar o sistema na forma de variáveis de estado. 

– Álgebra linear 

– Programação 

Avaliação

1. atividade teórica 

 

2. projeto prático 

 

Requisitos do Projeto Final : 

  • Estudar o modelo dinâmico do artigo selecionado, identificando todas as variáveis envolvidas, velocidades, forças, acelerações. Relatar como os autores modelaram o sistema e refazer esses passos. 
  •  Identificar os parâmetros de controle do sistema
  • Testar controlabilidade no sentido não-linear , caso não seja possível estudar através do colchete de Lie , considerar reduções no modelo
  • Simular a dinâmica do sistema em algum software , p. e. Matlab, dando como parametros de controle ( entrada) algum sinal de referência. Este sinal deve fazer sentido para a trajetória possível do sistema, como linear, circular, senoidal (caso do glider), espiral. 
  • Fazer em forma de artigo científico com estrutura de Introdução e revisão bibliográfica, modelo, simulações e discussão de resultados. 

 

 

Prova teórica 50% – individual sem consulta , englobando o conteúdo de toda a  disciplina, valendo 50 % da nota final 

Projeto 50%– projeto individual no qual será dada uma temática de robótica móvel, alguns artigos  e deverá ser realizado o estudo, simulação e apresentação do modelo matemático do robô móvel , e /ou método de estimação de estado ou controle. 

 

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