Fundamentos de robótica y mecatrónica con Matlab y Simulink
Pérez Cisneros, Marco A.
Fundamentos de robótica y mecatrónica con Matlab y Simulink - México D. F. (México): Alfaomega Grupo Edito, S. A. de C. V., 2015 - 680 páginas 17x23 cm.
Incluye índice general, bibliografía, Material adicional, índice alfabético, ejercicios planteados, figuras, tablas
Entorno actual y perspectivas: Organización de un sistema robótico.-- Entornos Matlab y Simulink.-- Tendencias en robótica y mecatrónica.-- Modelado del entorno operativo: Posición y orientación de cuerpo rígido.-- Movimiento rígido.-- Posición y orientación de un cuerpo rígido.-- Vector de traslación.-- Matriz de rotación.-- Método simple para calcular la matriz de rotación.-- Matriz de rotación: una definición formal.-- Matriz de rotación para cualquier ángulo.-- Matriz de rotación en Matlab.-- La transformada homogénea.-- Transformaciones entre ejes coordenados.-- Transformación de un punto entre diferentes sistemas coordenados.-- Transformación homogénea en Matlab.-- Transformación de puntos en Matlab.-- Composición entre matrices homogéneas.-- Composición de matrices HT en Matlab.-- Modelado del espacio de trabajo de un robot.-- Descripción de cuerpo rígido.-- Un ejemplo a partir de una matriz HT.-- Transformaciones de similitud.-- Aplicación de la transformada de similitud.--
Operadores de rotación.--
Ángulos de Euler.--
Cálculo de los ángulos de Euler en Matlab.--
Ángulos Roll-Pitch-Yaw.--
Cálculo de los ángulos RPY en Matlab.--
Rotación de un ángulo sobre un eje (Angle-Axis).--
Cuaternión unitario.--
Cálculo de cuaterniones unitarios en Matlab.--
Otros descriptores de posición y orientación en el espacio.--
Coordenadas cilíndricas.--
Coordenadas esféricas.--
Cinemática de sistemas robóticos y mecatrónicos:
Grados de libertad.--
Cuerpo rígido: expandiendo su definición.--
Tipos de articulaciones.--
Cadena cinemática.--
Cinemática directa.--
Coordenadas generalizadas.--
Convención Denavit-Hartenberg (DH).--
Convención Denavit-Hartenberg: una definición formal.--
Robot 3R: ejemplo de la convención DH, paso a paso.--
La tabla de parámetros DH.--
Cálculo de la cinemática directa a partir de la tabla DH.--
Convención DH en Matlab.--
Construcción de un sistema robótico en Matlab.--
Gráfica de un sistema robótico en Matlab.--
Cálculo de la cinemática directa en Matlab
Modificación de cinemática directa en Matlab.--
Ejemplos del cálculo de la cinemática directa para diferentes robots.--
Robot cilíndrico.--
Robot antropomórfico.--
Eslabón esférico.--
Robot TQ MA2000.--
Robot manipulador Stanford.--
Robot manipulador SCARA.--
Robot humanoide Dany Walker.--
Lecturas recomendadas.--
Cinemática inversa:
El problema de la cinemática inversa.--
Solución al problema de cinemática inversa.--
Método geométrico.--
Distancias de ajuste.--
Desacoplamiento cinemático.--
Solución para el robot antropomórfico de 6-DOF.--
Solución del robot SCARA.--
Solución del robot SCARA en Matlab.--
Métodos analíticos e iterativos.--
Solución iterativa del problema de cinemática inversa.--
Convergencia de la solución iterativa.--
Cálculo de la cinemática inversa en Matlab.--
Cinemática diferencial:
Velocidad lineal y rotacional.--
Velocidad lineal.--
Velocidad rotacional.--
El vector de velocidad.--
Simulación del vector de velocidad en Matlab.--
Movimiento libre en Matlab.--
Derivada de una matriz de rotación.--
Matriz antisimétrica ("skew symmetric matrix").--
De regreso a la derivada de la matriz de rotación.--
La matriz de velocidad.--
Matriz de velocidad aumentada.--
Velocidad lineal en un punto definido con respecto al eje coordenado en movimiento.--
Propiedades de la matriz de velocidad.--
Transformación entre la matriz S y el vector de velocidad.--
Transformación de similitud de la matriz S.--
Matriz de velocidad en Matlab.--
Vector de velocidad en Matlab.--
Velocidad lineal.--
Velocidad rotacional.--
Generación del vector de velocidad en el código.--
Hacia la matriz jacobiana.--
Transformación de la velocidad angular.--
Transformación del vector de velocidad (w).--
Transformación del vector w en Matlab.--
La matriz jacobiana clásica.--
La matriz jacobiana.--
Cálculo de la matriz jacobiana.--
Aportación de una articulación rotacional.--
Aportación de una articulación prismática.--
Formulario de cálculos para la matriz Jacobiana.--
Robot de dos grados de libertad.--
Robot Scara.--
La matriz jacobiana en Matlab.--
Cálculo computacional de la matriz Jacobiana.--
Articulación rotacional.--
Articulación prismática.--
Cálculo de la matriz Jacobiana en Matlab.--
Algoritmo computacional en el código.--
Redundancia.--
Análisis de singularidad.--
Articulación esférica.--
Robot antropomórfico.--
Manipulabilidad.--
Índice de manipulabilidad en Matlab.-- La matriz jacobiana analítica.--
Dinámica de sistemas robóticos y Mecatrónicos: Métodos para el análisis del movimiento.-- Análisis dinámico de Euler-Lagrange.-- Energía cinética y potencial: Definiciones básicas.-- Coordenadas generalizadas.-- Ecuación de Euler-Lagrange.-- Demostración de la ecuación de Euler-Lagrange.-- Derivación de ecuaciones de movimiento desde la expresión de Euler-LaGrange.-- Energía cinética.-- El momento de inercia Ii.-- El tensor de inercia I.-- Teorema de los ejes paralelos.-- Cálculo del momento de inercia para un eslabón rectangular.-- Cálculo de I para eslabones cilíndricos.--
Conversión del momento de inercia.--
Expresión general de la energía cinética.--
Cálculo de la matriz de inercia en Matlab.--
Energía potencial.--
Cálculo de fuerza o torque derivados de la energía potencial en Matlab.--
Construcción de la ecuación de movimiento de Euler-Lagrange
Ecuación general de movimiento de Euler-Lagrange.--
Ecuaciones euler-lagrange: método de Asada-Spong.--
Un ejemplo ilustrativo: robot planar de dos grados de libertad.--
Ecuación de movimiento del robot planar de dos grados de libertad.--
Análisis de la ecuación de movimiento Euler-Lagrange.--
Efectos derivados de la inercia.--
Efectos de la aceleración.--
Expresiones para el efecto de fuerzas centrífugas y de Coriolis.--
Efecto de las fuerzas centrífugas en el robot planar de dos grados de libertad.--
Efectos de las fuerzas de Coriolis sobre el robot planar de dos grados de libertad.--
Simulación del robot planar de dos grados de libertad en Matlab.--
Simulación del sistema planar de dos grados de libertad con torques nulos.--
Comentarios finales sobre el método asada-spong.--
Determinación de la ecuación de movimiento: método de Uicker-Paul.-- Determinación de la energía cinética.--
Determinación de la energía potencial.--
La ecuación de movimiento: método de Uicker-Paul.--
Construcción de la ecuación de movimiento: método de Uicker-Paul.--
Expresión matricial de las ecuaciones de movimiento.--
Ejemplo de la determinación del modelo dinámico: Método de Uicker-Paul aplicado al robot Puma 560°.--
Modelo dinámico de Newton-Euler:
Conceptos fundamentales.--
Construcción del diagrama de cuerpo libre.--
Término giroscópico.--
Planteamiento base del método de Newton-Euler.--
Movimiento relativo entre sistemas coordenados.--
Bases cinemáticas en el planteamiento Newton-Euler.--
Planteamiento central Newton-Euler.--
Expresiones de fuerza y torque para el centro de masa.--
Redefinición de los vectores en un eslabón.--
Fuerzas y torque total sobre el centro de masa.--
Ensamblado del método Newton-Euler.--
Descripción del método: paso a paso.--
Método NE: una simplificación en la implementación recursiva.--
Método NE: componentes.--
Implementación recursiva del método.--
Recursión hacia adelante.--
Recursión hacia atrás.-- Comentarios finales del método recursivo.--
El método Newton-Euler en Matlab.--
Implementación del método NE recursivo.--
Cálculo de la matriz de inercia en Matlab.--
Cálculo del torque inercial en Matlab.--
Torque de efectos centrífugos y Coriolis en Matlab.--
Simulación de los efectos de fricción.--
Dinámica directa vs. Inversa.--
Dinámica directa en Matlab.--
Dinámica directa: método de Walker y Orín.--
Construcción en Matlab.--
Un ejemplo de dinámica directa en Matlab.--
Otro comando de dinámica directa en Matlab.--
Planeación de trayectorias: Definición de espacios en la planificación.—Conceptos básicos de trayectorias.-- Propiedades en el diseño de trayectorias.-- Diseño de trayectorias con polinomios.--
Polinomios de tercer grado.--
Trayectorias de tercer grado en Matlab.--
Polinomios de quinto grado.--
Trayectorias de quinto grado en Matlab.--
Trayectorias en el espacio cartesiano
Trayectorias Cartesianas en Matlab.--
Interpolador de trayectorias en Matlab.--
Trayectorias e interpolación de Hermite.--
Interpolación hermitiana cúbica.--
Control de sistemas robóticos y mecatrónicos:
Sistemas de control.--
Representación por medio de bloques.--
Respuesta del bloque.--
Función de transferencia.--
Función de transferencia en Matlab.--
Función de transferencia de un sistema de control.--
Análisis del sistema de control con retroalimentación.--
Función de lazo cerrado en Matlab.--
Respuesta dinámica de un sistema.--
Análisis de polos y ceros.--
Mapa de polos y ceros en Matlab.--
Orden del sistema dinámico.--
Sistemas de primer orden.--
Respuesta de primer orden en Matlab.--
Análisis de la respuesta de primer orden.--
Control proporcional en Simulink.--
Efecto de un valor de ganancia.--
Retroalimentación del error.--
Análisis del control proporcional.--
Control proporcional en Matlab.--
Sistemas dinámicos de segundo orden.--
Análisis del comportamiento en sistemas de segundo orden.--
Sistemas de segundo orden en Simulink.--
Simulación del sistema por medio de bloques de integración.--
Simulación del sistema por medio del bloque de función de transferencia.--
Sistemas de segundo orden en Matlab.--
Sistemas dinámicos de orden-n.--
Control proporcional e integral.--
Respuesta de un controlador PI de lazo cerrado.--
Definición de las ganancias proporcional e integral.--
Controlador PI en Simulink.--
Diferentes ganancias PI en Simulink.--
Control PI en Matlab.--
Control proporcional derivativo.--
Respuesta de un controlador PD de lazo cerrado.--
Esquema P-D.--
Control PID.--
Control PID en Matlab.--
Diseño de un controlador PID.--
Guía de diseño para un controlador PID.--
Ejemplo de diseño de un control PID en Matlab.--
Control PID estándar.--
PID estándar en Matlab.--
Controlador PID: otras sugerencias de diseño.--
Control PID de trayectorias articulares en Matlab.--
Control de torque calculado.--
Diseño de torque calculado con un control PD Control de torque calculado con PD en Simulink.-- Control por retroalimentación de estados.-- Introducción a variable de estado.-- Diseño de control por retroalimentación de estados.-- Retroalimentación de estados en Simulink
9786076221693
ROBOTICA
MECANICA
ELECTRONICA
SISTEMAS MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS
629.892 / PERf
Fundamentos de robótica y mecatrónica con Matlab y Simulink - México D. F. (México): Alfaomega Grupo Edito, S. A. de C. V., 2015 - 680 páginas 17x23 cm.
Incluye índice general, bibliografía, Material adicional, índice alfabético, ejercicios planteados, figuras, tablas
Entorno actual y perspectivas: Organización de un sistema robótico.-- Entornos Matlab y Simulink.-- Tendencias en robótica y mecatrónica.-- Modelado del entorno operativo: Posición y orientación de cuerpo rígido.-- Movimiento rígido.-- Posición y orientación de un cuerpo rígido.-- Vector de traslación.-- Matriz de rotación.-- Método simple para calcular la matriz de rotación.-- Matriz de rotación: una definición formal.-- Matriz de rotación para cualquier ángulo.-- Matriz de rotación en Matlab.-- La transformada homogénea.-- Transformaciones entre ejes coordenados.-- Transformación de un punto entre diferentes sistemas coordenados.-- Transformación homogénea en Matlab.-- Transformación de puntos en Matlab.-- Composición entre matrices homogéneas.-- Composición de matrices HT en Matlab.-- Modelado del espacio de trabajo de un robot.-- Descripción de cuerpo rígido.-- Un ejemplo a partir de una matriz HT.-- Transformaciones de similitud.-- Aplicación de la transformada de similitud.--
Operadores de rotación.--
Ángulos de Euler.--
Cálculo de los ángulos de Euler en Matlab.--
Ángulos Roll-Pitch-Yaw.--
Cálculo de los ángulos RPY en Matlab.--
Rotación de un ángulo sobre un eje (Angle-Axis).--
Cuaternión unitario.--
Cálculo de cuaterniones unitarios en Matlab.--
Otros descriptores de posición y orientación en el espacio.--
Coordenadas cilíndricas.--
Coordenadas esféricas.--
Cinemática de sistemas robóticos y mecatrónicos:
Grados de libertad.--
Cuerpo rígido: expandiendo su definición.--
Tipos de articulaciones.--
Cadena cinemática.--
Cinemática directa.--
Coordenadas generalizadas.--
Convención Denavit-Hartenberg (DH).--
Convención Denavit-Hartenberg: una definición formal.--
Robot 3R: ejemplo de la convención DH, paso a paso.--
La tabla de parámetros DH.--
Cálculo de la cinemática directa a partir de la tabla DH.--
Convención DH en Matlab.--
Construcción de un sistema robótico en Matlab.--
Gráfica de un sistema robótico en Matlab.--
Cálculo de la cinemática directa en Matlab
Modificación de cinemática directa en Matlab.--
Ejemplos del cálculo de la cinemática directa para diferentes robots.--
Robot cilíndrico.--
Robot antropomórfico.--
Eslabón esférico.--
Robot TQ MA2000.--
Robot manipulador Stanford.--
Robot manipulador SCARA.--
Robot humanoide Dany Walker.--
Lecturas recomendadas.--
Cinemática inversa:
El problema de la cinemática inversa.--
Solución al problema de cinemática inversa.--
Método geométrico.--
Distancias de ajuste.--
Desacoplamiento cinemático.--
Solución para el robot antropomórfico de 6-DOF.--
Solución del robot SCARA.--
Solución del robot SCARA en Matlab.--
Métodos analíticos e iterativos.--
Solución iterativa del problema de cinemática inversa.--
Convergencia de la solución iterativa.--
Cálculo de la cinemática inversa en Matlab.--
Cinemática diferencial:
Velocidad lineal y rotacional.--
Velocidad lineal.--
Velocidad rotacional.--
El vector de velocidad.--
Simulación del vector de velocidad en Matlab.--
Movimiento libre en Matlab.--
Derivada de una matriz de rotación.--
Matriz antisimétrica ("skew symmetric matrix").--
De regreso a la derivada de la matriz de rotación.--
La matriz de velocidad.--
Matriz de velocidad aumentada.--
Velocidad lineal en un punto definido con respecto al eje coordenado en movimiento.--
Propiedades de la matriz de velocidad.--
Transformación entre la matriz S y el vector de velocidad.--
Transformación de similitud de la matriz S.--
Matriz de velocidad en Matlab.--
Vector de velocidad en Matlab.--
Velocidad lineal.--
Velocidad rotacional.--
Generación del vector de velocidad en el código.--
Hacia la matriz jacobiana.--
Transformación de la velocidad angular.--
Transformación del vector de velocidad (w).--
Transformación del vector w en Matlab.--
La matriz jacobiana clásica.--
La matriz jacobiana.--
Cálculo de la matriz jacobiana.--
Aportación de una articulación rotacional.--
Aportación de una articulación prismática.--
Formulario de cálculos para la matriz Jacobiana.--
Robot de dos grados de libertad.--
Robot Scara.--
La matriz jacobiana en Matlab.--
Cálculo computacional de la matriz Jacobiana.--
Articulación rotacional.--
Articulación prismática.--
Cálculo de la matriz Jacobiana en Matlab.--
Algoritmo computacional en el código.--
Redundancia.--
Análisis de singularidad.--
Articulación esférica.--
Robot antropomórfico.--
Manipulabilidad.--
Índice de manipulabilidad en Matlab.-- La matriz jacobiana analítica.--
Dinámica de sistemas robóticos y Mecatrónicos: Métodos para el análisis del movimiento.-- Análisis dinámico de Euler-Lagrange.-- Energía cinética y potencial: Definiciones básicas.-- Coordenadas generalizadas.-- Ecuación de Euler-Lagrange.-- Demostración de la ecuación de Euler-Lagrange.-- Derivación de ecuaciones de movimiento desde la expresión de Euler-LaGrange.-- Energía cinética.-- El momento de inercia Ii.-- El tensor de inercia I.-- Teorema de los ejes paralelos.-- Cálculo del momento de inercia para un eslabón rectangular.-- Cálculo de I para eslabones cilíndricos.--
Conversión del momento de inercia.--
Expresión general de la energía cinética.--
Cálculo de la matriz de inercia en Matlab.--
Energía potencial.--
Cálculo de fuerza o torque derivados de la energía potencial en Matlab.--
Construcción de la ecuación de movimiento de Euler-Lagrange
Ecuación general de movimiento de Euler-Lagrange.--
Ecuaciones euler-lagrange: método de Asada-Spong.--
Un ejemplo ilustrativo: robot planar de dos grados de libertad.--
Ecuación de movimiento del robot planar de dos grados de libertad.--
Análisis de la ecuación de movimiento Euler-Lagrange.--
Efectos derivados de la inercia.--
Efectos de la aceleración.--
Expresiones para el efecto de fuerzas centrífugas y de Coriolis.--
Efecto de las fuerzas centrífugas en el robot planar de dos grados de libertad.--
Efectos de las fuerzas de Coriolis sobre el robot planar de dos grados de libertad.--
Simulación del robot planar de dos grados de libertad en Matlab.--
Simulación del sistema planar de dos grados de libertad con torques nulos.--
Comentarios finales sobre el método asada-spong.--
Determinación de la ecuación de movimiento: método de Uicker-Paul.-- Determinación de la energía cinética.--
Determinación de la energía potencial.--
La ecuación de movimiento: método de Uicker-Paul.--
Construcción de la ecuación de movimiento: método de Uicker-Paul.--
Expresión matricial de las ecuaciones de movimiento.--
Ejemplo de la determinación del modelo dinámico: Método de Uicker-Paul aplicado al robot Puma 560°.--
Modelo dinámico de Newton-Euler:
Conceptos fundamentales.--
Construcción del diagrama de cuerpo libre.--
Término giroscópico.--
Planteamiento base del método de Newton-Euler.--
Movimiento relativo entre sistemas coordenados.--
Bases cinemáticas en el planteamiento Newton-Euler.--
Planteamiento central Newton-Euler.--
Expresiones de fuerza y torque para el centro de masa.--
Redefinición de los vectores en un eslabón.--
Fuerzas y torque total sobre el centro de masa.--
Ensamblado del método Newton-Euler.--
Descripción del método: paso a paso.--
Método NE: una simplificación en la implementación recursiva.--
Método NE: componentes.--
Implementación recursiva del método.--
Recursión hacia adelante.--
Recursión hacia atrás.-- Comentarios finales del método recursivo.--
El método Newton-Euler en Matlab.--
Implementación del método NE recursivo.--
Cálculo de la matriz de inercia en Matlab.--
Cálculo del torque inercial en Matlab.--
Torque de efectos centrífugos y Coriolis en Matlab.--
Simulación de los efectos de fricción.--
Dinámica directa vs. Inversa.--
Dinámica directa en Matlab.--
Dinámica directa: método de Walker y Orín.--
Construcción en Matlab.--
Un ejemplo de dinámica directa en Matlab.--
Otro comando de dinámica directa en Matlab.--
Planeación de trayectorias: Definición de espacios en la planificación.—Conceptos básicos de trayectorias.-- Propiedades en el diseño de trayectorias.-- Diseño de trayectorias con polinomios.--
Polinomios de tercer grado.--
Trayectorias de tercer grado en Matlab.--
Polinomios de quinto grado.--
Trayectorias de quinto grado en Matlab.--
Trayectorias en el espacio cartesiano
Trayectorias Cartesianas en Matlab.--
Interpolador de trayectorias en Matlab.--
Trayectorias e interpolación de Hermite.--
Interpolación hermitiana cúbica.--
Control de sistemas robóticos y mecatrónicos:
Sistemas de control.--
Representación por medio de bloques.--
Respuesta del bloque.--
Función de transferencia.--
Función de transferencia en Matlab.--
Función de transferencia de un sistema de control.--
Análisis del sistema de control con retroalimentación.--
Función de lazo cerrado en Matlab.--
Respuesta dinámica de un sistema.--
Análisis de polos y ceros.--
Mapa de polos y ceros en Matlab.--
Orden del sistema dinámico.--
Sistemas de primer orden.--
Respuesta de primer orden en Matlab.--
Análisis de la respuesta de primer orden.--
Control proporcional en Simulink.--
Efecto de un valor de ganancia.--
Retroalimentación del error.--
Análisis del control proporcional.--
Control proporcional en Matlab.--
Sistemas dinámicos de segundo orden.--
Análisis del comportamiento en sistemas de segundo orden.--
Sistemas de segundo orden en Simulink.--
Simulación del sistema por medio de bloques de integración.--
Simulación del sistema por medio del bloque de función de transferencia.--
Sistemas de segundo orden en Matlab.--
Sistemas dinámicos de orden-n.--
Control proporcional e integral.--
Respuesta de un controlador PI de lazo cerrado.--
Definición de las ganancias proporcional e integral.--
Controlador PI en Simulink.--
Diferentes ganancias PI en Simulink.--
Control PI en Matlab.--
Control proporcional derivativo.--
Respuesta de un controlador PD de lazo cerrado.--
Esquema P-D.--
Control PID.--
Control PID en Matlab.--
Diseño de un controlador PID.--
Guía de diseño para un controlador PID.--
Ejemplo de diseño de un control PID en Matlab.--
Control PID estándar.--
PID estándar en Matlab.--
Controlador PID: otras sugerencias de diseño.--
Control PID de trayectorias articulares en Matlab.--
Control de torque calculado.--
Diseño de torque calculado con un control PD Control de torque calculado con PD en Simulink.-- Control por retroalimentación de estados.-- Introducción a variable de estado.-- Diseño de control por retroalimentación de estados.-- Retroalimentación de estados en Simulink
9786076221693
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MECANICA
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SISTEMAS MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS
629.892 / PERf