Objectifs de l’enseignement :
Cette matière a pour objectif de permettre aux étudiants de maîtriser les outils de modélisation et les techniques de contrôle des robots manipulateurs. Elle vise à donner aux étudiants la possibilité d’entreprendre en toute autonomie la résolution d’un certain nombre de problèmes élémentaires de robotique comme la mise en configuration, la génération de trajectoires, la commande dynamique
Connaissances préalables recommandées :
‐ Automatique linéaire et asservissement.
‐ Notions de base en : cinématique et dynamique.
Contenu de la matière :
IIntroduction (1 semaine)
• 1. Définition et historique
• 2. Différentes catégories de robots
• 3. Vocabulaire de la robotique
• 4. Caractérisation des robots
• 5. Les différents types de robots manipulateurs
• 6. Utilisation des robots
• 7. Avenir de la robotique
II Fondements théoriques et mathématiques préliminaires (2 semaines)
• 1. Positionnement
1.1. Rotation
1.2. Représentations de la rotation
1.3. Attitude
1.4. Les matrices de transformations homogènes
• 2. Cinématique
2.1. Vitesse d'un solide
2.2. Vecteur vitesse de rotation
2.3. Mouvement rigide
2.4. Torseur cinématique et composition de vitesses
III Modélisation d’un robot manipulateur (3 semaines)
• 1. Modèle géométrique
•Convention de Denavit‐Hartenberg
• Modèle géométrique direct
• Modèle géométrique inverse
• 2. Modèle cinématique
•Analyse directe (utilisation du Jacobien direct)
•Analyse inverse (utilisation du Jacobien inverse)
•Notion de Singularité
• 3. Modèle dynamique
•Formalismes pour la modélisation dynamique
•Méthode de Lagrange : équation de Lagrange, représentation matricielle (matrice
d’inertie, matrice de Coriolis, Matrice de gravité).
• Exemple (Robot plan à 1 ou 2DDL)
IV Génération de trajectoire (3 semaines)
• génération de trajectoires et boucles de commande
• génération de mouvement point à point : méthode de base, méthode à profil d’accélération,
méthode à profil de vitesse , application dans l’espace articulaire, application dans l’espace
cartésien.
• Génération de mouvement par interpolation : application dans l’espace articulaire et dans
l’espace cartésien
V Commande des robots (3 semaines)
• 1. Commande dynamique
• 2. Commande par mode glissant
VI Programmation des robots (3 semaines)
• 1. Généralités et objectifs des systèmes de programmation
• 2 . Méthodes de programmation
• 3. Caractéristiques des différents langages de programmation
Mode d’évaluation :
Contrôle continu : 40% ; Examen : 60%
Références bibliographiques:
1. M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control, Wiley, 1ère éd.,
2006.
2. J.J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, Pearson Education, 3ème éd.,
2008.
3. Philippe Coiffet, La robotique, Principes et Applications, Hermès, 1992.
4. Reza N. Jazar, Theory of Applied Robotics, Kinematics, Dynamics and Control. Springer 2007.
5. Mark W. Spong, Seth Hutchinson, and M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control, Wiley, 1989.
6. Bruno Siciliano et al, Robotics, Modelling planning and Control, Springer, 2009.
7. W. Khalil & E. Dombre, modélisation, identification et commande des robots, Hermès, 1999.