Robótica con Python: Robot aéreo tipo cuadricóptero

El curso empieza de manera gradual desde la revisión del principio de funcionamiento del robot, cinemática para determinar la posición y orientación del robot en un sistema de referencia, el diseño de algoritmos de control basados en el modelo cinemático con diferentes estrategias para resolver los problemas fundamentales en el control movimiento, posición seguimiento de trayectoria y seguimiento de camino y finalmente revisaremos la dinámica con el objetivo de obtener una simulación más cercana a la realidad.

SECCIÓN 1: PRINCIPIO DE FUNCIONALMIENTO

En esta sección se incluyen las generalidades de un UAV, su definición, su clasificación y el respectivo principio de funcionamiento de un robot aéreo tipo cuadricóptero, así como cada uno de los grados de libertad que posee este robot.

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SECCIÓN 2: MODELO CINEMÁTICO Y SIMULACIÓN

En esta sección se obtiene la posición y orientación del robot con respecto a un sistema de referencia mediante la cinemática directa del robot. Específicamente revisaremos el modelo cinemático directo diferencial, jacobiano y modelos con otro punto operacional o de interés, todos los modelos serán puestos a prueba mediante simulación. La simulación se realiza en un novedoso entorno 3D diseñado en Python muy fácil de utilizar y se puede usar los modelos 3D proporcionados en el área de recursos (archivos descargables) o si prefieres importar tus propios diseños 3D realizados en un software CAD como Sketchup, FreeCad, Solidworks. (Ojo en este curso no se muestra como diseñar el robot en los softwares mencionados, es decir, ya debe tener listo su diseño).

SECCIÓN 3: DISEÑO DE CONTROLADORES  MEDIANTE LYAPUNOV

En esta sección el alumno aprenderá a diseñar algoritmos de control para resolver los problemas fundamentales de control de movimiento, posición, seguimiento de trayectoria y seguimiento de camino. Los algoritmos de control son diseñados desde cero mediante la teoría de Lyapunov. Además, se demuestra matemáticamente que los errores convergen asintóticamente a cero y finalmente para verificar el rendimiento, todos los controladores son testeados de manera simulada.

SECCIÓN 4: MODELO DINÁMICO EULER LAGRANGE

En esta sección se analiza la dinámica del cuadricóptero con el objetivo de estudiar las fuerzas y torques que afectan su movimiento. El modelo dinámico del cuadricóptero se obtiene a partir de las ecuaciones de Euler-Lagrange y se divide en dinámica rotacional y dinámica traslacional. Para validar el modelo obtenido se realizará las respectivas pruebas de simulación.
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