1. DATOS GENERALES
Asignatura:
MODELADO Y CONTROL DE MANIPULADORES
Código:
311237
Tipología:
OBLIGATORIA
Créditos ECTS:
4.5
Grado:
2373 - MÁSTER UNIVERSITARIO EN ROBÓTICA Y AUTOMÁTICA
Curso académico:
2023-24
Centro:
602 - E.T.S. INGENIERÍA INDUSTRIAL CIUDAD REAL
Grupo(s):
20
Curso:
1
Duración:
Primer cuatrimestre
Lengua principal de impartición:
Español
Segunda lengua:
Uso docente de otras lenguas:
Inglés
English Friendly:
N
Página web:
Bilingüe:
N
Profesor:
VICENTE FELIU BATLLE
- Grupo(s):
20
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Edificio Politécnico, 2-A02
INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES
Vía Teams
vicente.feliu@uclm.es
Cualquier momento de la semana, previa solicitud vía e-mail, según disponibilidad y agenda
Profesor:
RAUL FERNANDEZ RODRIGUEZ
- Grupo(s):
20
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES
Raul.Fernandez@uclm.es
Profesor:
ANDRES SALOMON VAZQUEZ FERNANDEZ PACHECO
- Grupo(s):
20
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
Edificio Politécnico 2-B02
INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES
Vía Teams
andress.vazquez@uclm.es
2. REQUISITOS PREVIOS
Son necesarios los siguientes conocimientos previos (a nivel de Grado):
- Mecánica (estática, cinemática y dinámica)
- Mecanismos
- Matemáticas (cálculo, álgebra y ecuaciones diferenciales)
- Electrónica analógica y digital
- Regulación automática
- Programación en Matlab y Simulink.
3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN
Esta asignatura forma a los alumnos en el análisis, diseño y control de robots manipuladores. Las técnicas aquí estudiadas constituyen una parte fundamental de los conocimientos de índole práctico que cualquier profesional de la Robótica con una capacitación a nivel de máster debe poseer.
Además, esta asignatura forma a los alumnos en el empleo de diversas herramientas software, necesarias para emprender el modelado cinemático/dinámico y el control de un robot manipulador, así como para comprender y realizar diseños más eficientes.
4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR
| Competencias propias de la asignatura | |
|---|---|
| Código | Descripción |
| CB06 | Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación |
| CB07 | Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio |
| CB08 | Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios |
| CB09 | Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades |
| CB10 | Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. |
| CE01 | Capacidad para aplicar técnicas de optimización matemática en el diseño de sistemas inteligentes y robóticos. |
| CE10 | Capacidad para diseñar e integrar los distintos subsistemas que constituyen un robot. |
| CE11 | Capacidad para diseñar la morfología de un robot en base a las funciones que deba realizar. |
| CE12 | Capacidad para analizar y determinar modelos cinemáticos y dinámicos de robots, y diseñar sistemas de control de movimientos y de fuerza. |
| CE13 | Capacidad para analizar y diseñar robots manipuladores, así como implementar aplicaciones de los mismos. |
| CE14 | Capacidad para desarrollar proyectos y realizar asesoramiento en el entorno de la Industria 4.0. |
| CG01 | Capacidad de resolución práctica de problemas científico-técnicos desde la perspectiva multidisciplinar asociada a la robótica y la automática. |
| CG02 | Capacidad de transmitir informaciones científico-técnicas relacionadas con la Robótica y la Automática tanto oralmente como por escrito. |
| CT01 | Capacidad de aprendizaje autónomo (análisis y síntesis). |
| CT02 | Capacidad para utilizar las Tecnologías de la Información y la Comunicación. |
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
| Resultados de aprendizaje propios de la asignatura | |
|---|---|
| Descripción | |
| Aplicación de las principales herramientas informáticas de modelado y control de robots. | |
| Capacidad de controlar movimientos del robot. | |
| Capacidad de generación de trayectorias dentro del entorno de trabajo. | |
| Capacidad de identificación de las diferentes clases de robots. | |
| Capacidad de modelar dinámicamente la estructura de un robot rígido. | |
| Conocer el espacio de trabajo del robot y sus limitaciones. | |
| Resultados adicionales | |
| No se han establecido. |
6. TEMARIO
-
Tema 1: Introducción
-
Tema 2: Descripciones espaciales y transformaciones
-
Tema 3: Cinemática de manipuladores
-
Tema 4: Cinemática inversa de manipuladores
-
Tema 5: Jacobianos: velocidades y fuerzas estáticas
-
Tema 6: Generación de trayectorias
-
Tema 7: Dinámica de manipuladores
-
Tema 8: Control de posición de manipuladores
-
Tema 9: Aplicación a robots móviles
-
Tema 10: Aplicación a vehículos aéreos no tripulados
-
Tema 11: Aplicación a robots espaciales
7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
| Actividad formativa | Metodología | Competencias relacionadas (para títulos anteriores a RD 822/2021) | ECTS | Horas | Ev | Ob | Descripción | |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] | Método expositivo/Lección magistral | CB06 CB07 CB08 CB09 CB10 CE01 CE10 CE11 CE12 CE13 CE14 CG01 CG02 CT01 CT02 | 1.16 | 29 | S | N | Estas clases se impartirán de modo virtual. | |
| Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL] | Resolución de ejercicios y problemas | CB07 CB08 CB09 CB10 CE01 CE10 CE11 CE12 CE13 CE14 CG01 CG02 CT01 CT02 | 0.08 | 2 | S | N | Estas clases se impartirán de modo virtual. | |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] | Prácticas | CB07 CB08 CB09 CB10 CE01 CE10 CE11 CE12 CE13 CE14 CG01 CG02 CT01 CT02 | 0.4 | 10 | S | S | Prácticas 100% presenciales de trabajo con simuladores en aula informática y con prototipos reales de robots. | |
| Evaluación Formativa [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | CB06 CB07 CB08 CB09 CB10 CE01 CE10 CE11 CE12 CE13 CE14 CG01 CG02 CT01 CT02 | 0.08 | 2 | S | S | Prueba final del contenido de la asignatura | |
| Prueba parcial [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | CB07 CB08 CB09 CB10 CE01 CE10 CE11 CE12 CE13 CE14 CG01 CG02 CT01 CT02 | 0.08 | 2 | S | N | Pruebas parciales del contenido de la asignatura | |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] | Trabajo autónomo | CB06 CB07 CB08 CB09 CB10 CE01 CE10 CE11 CE12 CE13 CE14 CG01 CG02 CT01 CT02 | 2.7 | 67.5 | S | N | Estudio de la asignatura, preparación de prácticas y preparación de pruebas de evaluación. Porcentaje de presencialidad 0%. | |
| Total: | 4.5 | 112.5 | ||||||
| Créditos totales de trabajo presencial: 1.8 | Horas totales de trabajo presencial: 45 | |||||||
| Créditos totales de trabajo autónomo: 2.7 | Horas totales de trabajo autónomo: 67.5 | |||||||
Ev: Actividad formativa evaluable Ob: Actividad formativa de superación obligatoria (Será imprescindible su superación tanto en evaluación continua como no continua)
8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
| Sistema de evaluación | Evaluacion continua | Evaluación no continua * | Descripción |
| Prueba | 0.00% | 60.00% | Examen final de los contenidos teóricos y de problemas de la asignatura. |
| Trabajo | 40.00% | 40.00% | Evaluación continua: El estudiante deberá realizar un trabajo que incluirá el análisis, diseño y simulación de un sistema de control de un robot y luego deberá comprobarlo experimentalmente. Será requisito necesario obtener una nota mínima de 3.0. Evaluación no continua: El estudiante deberá realizar una prueba práctica (simulada y/o experimental) análoga a la de la evaluación continua. También será requisito necesario obtener una nota mínima de 3.0. |
| Pruebas parciales | 60.00% | 0.00% | Exámenes parciales escritos sobre los contenidos de la asignatura que se celebrarán durante el curso. |
| Total: | 100.00% | 100.00% |
* En Evaluación no continua se deben definir los porcentajes de evaluación según lo dispuesto en el art. 4 del Reglamento de Evaluación del Estudiante de la UCLM, que establece que debe facilitarse a los estudiantes que no puedan asistir regularmente a las actividades formativas presenciales la superación de la asignatura, teniendo derecho (art. 12.2) a ser calificado globalmente, en 2 convocatorias anuales por asignatura, una ordinaria y otra extraordinaria (evaluándose el 100% de las competencias).
Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
-
Evaluación continua:- Las pruebas parciales se celebrarán a lo largo del curso en las fechas acordadas en clase.
- La nota de esta actividad (TyP) será la media aritmética de las notas de las pruebas parciales.
- El trabajo (T) se entregará al finalizar el periodo de clases, en el plazo indicado por el profesor.
- La nota final de la asignatura vendrá dada por la expresión: NF = TyP*0,6 + T*0,4. -
Evaluación no continua:- La prueba final (PF) se celebrará el día indicado para la evaluación de la convocatoria.
- El trabajo (T) se realizará en el periodo dedicado a los exámenes del primer semestre.
- La nota final de la asignatura vendrá dada por la expresión: NF = PF*0,6 + T*0,4.
Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
El estudiante:
- Podrá conservar las notas de las pruebas parciales y del trabajo, previa solicitud a los profesores.
- Las condiciones de superación de la asignatura son iguales a las de la convocatoria ordinaria.
- Podrá conservar las notas de las pruebas parciales y del trabajo, previa solicitud a los profesores.
- Las condiciones de superación de la asignatura son iguales a las de la convocatoria ordinaria.
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
- El estudiante deberá realizar un examen de teoría y problemas de toda la asignatura (TyP).
- El estudiante que lo solicite podrá conservar la nota del trabajo (T) de su última convocatoria.
- La nota final de la asignatura será NF = TyP*0.6 + TL*0.4.
- El estudiante que lo solicite podrá conservar la nota del trabajo (T) de su última convocatoria.
- La nota final de la asignatura será NF = TyP*0.6 + TL*0.4.
9. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL
| No asignables a temas | |
|---|---|
| Horas | Suma horas |
| Tema 1 (de 11): Introducción | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 1.5 |
| Comentario: Es una clase teórica de una hora on-line. | |
| Tema 2 (de 11): Descripciones espaciales y transformaciones | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 3 |
| Comentario: Son dos horas de clases teóricas y resolución de ejercicios on-line. | |
| Tema 3 (de 11): Cinemática de manipuladores | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
| Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 1 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Prácticas] | 1 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 6 |
| Comentario: Son dos horas que combinan clase teórica y resolución de ejercicios on-line más una hora exclusiva de ejercicios on-line, y una hora de prácticas de laboratorio (software de simulación de robots y sus sistemas de control) presenciales. | |
| Tema 4 (de 11): Cinemática inversa de manipuladores | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
| Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Resolución de ejercicios y problemas] | 1 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Prácticas] | 1 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 6 |
| Comentario: Son dos horas que combinan clase teórica y resolución de ejercicios on-line más una hora exclusiva de ejercicios on-line, y una hora de prácticas de laboratorio (software de simulación de robots y sus sistemas de control) presenciales. | |
| Tema 5 (de 11): Jacobianos: velocidades y fuerzas estáticas | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Prácticas] | 1 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 3 |
| Comentario: Es una hora de clase teórica y resolución de ejercicios on-line y una hora de prácticas de laboratorio (software de simulación de robots y sus sistemas de control) presenciales. | |
| Tema 6 (de 11): Generación de trayectorias | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 1 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Prácticas] | 1 |
| Evaluación Formativa [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1 |
| Prueba parcial [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 6 |
| Comentario: Es una hora de clase teórica y resolución de ejercicios on-line y una hora de prácticas de laboratorio (software de simulación de robots y sus sistemas de control) presenciales. Se realizará una prueba parcial al finalizar este tema. | |
| Tema 7 (de 11): Dinámica de manipuladores | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 7 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Prácticas] | 2 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 13.5 |
| Comentario: Son siete horas de clase teórica y resolución de ejercicios on-line y dos horas de prácticas de laboratorio (software de simulación de robots y sus sistemas de control) presenciales. | |
| Tema 8 (de 11): Control de posición de manipuladores | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 7 |
| Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Prácticas] | 4 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 16.5 |
| Comentario: Son siete horas de clase teórica y resolución de ejercicios on-line, dos horas de prácticas de laboratorio (software de simulación de robots y sus sistemas de control) presenciales y dos horas presenciales de experimentación con un prototipo de robot. | |
| Tema 9 (de 11): Aplicación a robots móviles | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 3 |
| Comentario: Son dos horas de clase teórica y resolución de ejercicios on-line. | |
| Tema 10 (de 11): Aplicación a vehículos aéreos no tripulados | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 3 |
| Comentario: Son dos horas de clase teórica y resolución de ejercicios on-line. | |
| Tema 11 (de 11): Aplicación a robots espaciales | |
|---|---|
| Actividades formativas | Horas |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] | 2 |
| Evaluación Formativa [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1 |
| Prueba parcial [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] | 1 |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Trabajo autónomo] | 6 |
| Comentario: Son dos horas de clase teórica y resolución de ejercicios on-line. | |
| Actividad global | |
|---|---|
| Actividades formativas | Suma horas |
| Comentarios generales sobre la planificación: | Esta planificación es solo orientativa pudiendo experimentar cambios a lo largo de su desarrollo. |
10. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS