Páginas:
440
Edición:
1
Fecha de publicación:
02/07/2012
ISBN:
9788426718365
Formato:
17x23 cms

Matlab aplicado a robótica y mecatrónica

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En la parte I de esta obra se presenta el lenguaje de programación de MATLAB y la implementación de los métodos numéricos empleados en robótica y mecatrónica; en la parte II se desarrollan librerías en código fuente de MATLAB para análisis y simulación de cinemática directa usando la metodología Denavit-Hartenberg de robots manipuladores y sistemas mecatrónicos; la parte III está dedicada a la simulación de la dinámica e identificación paramétrica de sistemas mecatrónicos y robots manipuladores; finalmente en la parte IV se presenta el uso de MATLAB en aplicaciones para regulación y control punto a punto de robots manipuladores usando el enfoque de moldeo de energía.

Aprenda:
La forma en que se aplica MATLAB en la cinemática, dinámica y control de robots manipuladores.
Conozca:
Las librerías desarrolladas para MATLAB (simbólicas y numéricas) que se utilizan en simulación y aplicaciones con robots manipuladores.
Desarrolle:
Sus propias aplicaciones para robots manipuladores utilizando los conceptos, las librerías y los ejemplos expuestos en esta obra.

Fernando Reyes Cortés. Licenciado en Ciencias de la Electrónica (UAP), Maestro en Ciencias con especialidad en Electrónica (INAOE), Doctor en Ciencias con especialidad en Electrónica y Telecomunicaciones (CICESE). El Dr. Reyes es investigador titular C en la BUAP, es premio estatal de ciencia y tecnología del estado de Puebla, y desde 1993 a la fecha es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.

Plataforma de contenidos interactivos                                                                 XV

Simbología e iconografía utilizada                                                                        XVI

Prólogo                                                                                                                        XVIII

Parte I Programación                                                                                      1

Capítulo 1
Conceptos básicos                                                                                             3
1.1 Introducción                                                                                                           5
1.2 Componentes                                                                                                         7
1.2.1 Herramientas de escritorio y ambiente de desarrollo                                9
1.2.2 Librerías                                                                                                               9
1.2.3 Lenguaje                                                                                                              10
1.2.4 Gráficos                                                                                                                10
1.2.5 Interfaces externas/API                                                                                    10
1.3 Inicio                                                                                                                         11
1.4 Lenguaje                                                                                                                   15
1.4.1 Variables                                                                                                                15
1.4.2 N´umeros                                                                                                              17
1.4.3 Formato numérico                                                                                               18
1.4.4 Operadores                                                                                                            21
1.5 Matrices y arreglos                                                                                                  26
1.5.1 Arreglos                                                                                                                   41
1.6 Gráficas                                                                                                                      43
1.7 Funciones                                                                                                                   49
1.7.1 Funciones archivo                                                                                                 51
1.8 Programación                                                                                                           58
1.8.1 if                                                                                                                                59
1.8.2 if, else, elseif                                                                                                          60
1.8.3 for                                                                                                                            61
1.8.4 while                                                                                                                        71
1.8.5 switch, case                                                                                                            72
1.8.6 break                                                                                                                        73
1.8.7 return                                                                                                                       73
1.8.8 continue                                                                                                                  74
1.9 Formato para datos experimentales                                                                     76
1.10 Resumen                                                                                                                   80

Capítulo 2
Métodos numéricos                                                                                              81
2.1 Consideraciones computacionales                                                                         83
2.2 Sistemas de ecuaciones lineales                                                                             84
2.2.1 Regla de Cramer                                                                                                     91
2.3 Diferenciación numérica                                                                                         92
2.3.1 Función diff                                                                                                             97
2.4 Integración numérica                                                                                               99
2.4.1 Regla trapezoidal                                                                                                   102
2.4.2 Regla de Simpson                                                                                                  108
2.4.3 Funciones de cuadratura                                                                                      113
2.4.4 Método de Euler                                                                                                     114
2.5 Sistemas dinámicos de primer orden                                                                    117
2.5.1 Método de Runge-Kutta                                                                                        118
2.5.2 Simulación de sistemas dinámicos x? = f(x)                                                     124
2.6 Resumen                                                                                                                      133
Parte I Referencias selectas                                                                                            134
Parte I Problemas propuestos                                                                                        135

Parte II Cinemática                                                                                                 139

Capítulo 3
Preliminares matemáticos                                                                                  141
3.1 Introducción                                                                                                                 143
3.2 Producto interno                                                                                                         144
3.3 Matrices de rotación                                                                                                   148
3.3.1 Matriz de rotación alrededor del eje z0                                                               151
3.3.2 Matriz de rotación alrededor del eje x0                                                               161
3.3.3 Matriz de rotación alrededor del eje y0                                                               163
3.4 Reglas de rotación                                                                                                        164
3.5 Transformaciones de traslación                                                                                171
3.6 Transformaciones homogéneas                                                                                 173
3.7 Librerías para matrices homogéneas                                                                        174
3.7.1 Matriz de transformación homogénea HRx(_)                                                    175
3.7.2 Matriz de transformación homogénea HRy(_)                                                   176
3.7.3 Matriz de transformación homogénea HRz(_)                                                   177
3.7.4 Matriz de transformación homogénea HTx(d)                                                    178
3.7.5 Matriz de transformación homogénea HTy(d)                                                    178
3.7.6 Matriz de transformación homogénea HTz(d)                                                    179
3.7.7 Matriz de transformación DH                                                                                 180
3.8 Resumen                                                                                                                         181

Capítulo 4
Cinemática directa                                                                                                    183
4.1 Introducción                                                                                                                   185
4.2 Cinemática inversa                                                                                                        186
4.3 Cinemática diferencial                                                                                                  187
4.4 Clasificación de robots industriales                                                                           189
4.5 Convención Denavit-Hartenberg                                                                                192
4.5.1 Algoritmo Denavit-Hartenberg                                                                                196
4.6 Resumen                                                                                                                          198

Capítulo 5
Cinemática directa                                                                                                    199
5.1 Introducción                                                                                                                     201
5.2 Brazo robot antropomórfico                                                                                         202
5.3 Configuración SCARA (RRP)                                                                                        234
5.4 Robot esférico (RRP)                                                                                                      245
5.5 Manipulador cilíndrico (RPP)                                                                                       254
5.6 Configuración cartesiana (PPP)                                                                                    264
5.7 Resumen                                                                                                                             273
Parte II Referencias selectas                                                                                                 277
Parte II Problemas propuestos                                                                                             278

Parte III Dinámica                                                                                                        283

Capítulo 6
Dinámica                                                                                                                         285
6.1 Introducción                                                                                                                      287
6.2 Estructura matemática para simulación                                                                      288
6.3 Sistema masa-resorte-amortiguador                                                                            291
6.4 Sistema lineal escalar                                                                                                       295
6.4.1 Estimador de velocidad y filtrado                                                                               296
6.5 Centrífuga                                                                                                                           301
6.6 Péndulo                                                                                                                                305
6.7 Robot de 2 gdl                                                                                                                     310
6.8 Robot de 3 gdl                                                                                                                     315
6.9 Robot cartesiano                                                                                                                 321
6.10 Resumen                                                                                                                              327

Capítulo 7
Identificación paramétrica                                                                                         329
7.1 Introducción                                                                                                                          331
7.2 Método de mínimos cuadrados                                                                                         332
7.2.1 Linealidad en los parámetros                                                                                          332
7.3 Librería de mínimos cuadrados                                                                                         334
7.3.1 Caso escalar                                                                                                                         334
7.3.2 Caso multivariable                                                                                                             336
7.4 Ejemplos                                                                                                                                 338
7.5 Modelos de regresión del péndulo                                                                                    346
7.5.1 Modelo dinámico del péndulo                                                                                        346
7.5.2 Modelo dinámico filtrado del péndulo                                                                         350
7.5.3 Modelo de energía del péndulo                                                                                      353
7.5.4 Modelo de potencia del péndulo                                                                                    355
7.5.5 Modelo de potencia filtrada                                                                                            356
7.5.6 Análisis comparativo de esquemas de regresión                                                        359
7.6 Modelos de regresión del robot de 2 gdl                                                                          360
7.6.1 Modelo de regresión dinámico del robot de 2 gdl                                                       361
7.6.2 Modelo de energía del robot de 2 gdl                                                                            366
7.6.3 Modelo de potencia del robot de 2 gdl                                                                          369
7.6.4 Análisis comparativo de resultados de regresión                                                        372
7.7 Robot cartesiano de 3 gdl                                                                                                     373
7.7.1 Modelo de regresión dinámico del robot cartesiano                                                    374
7.7.2 Modelo de potencia del robot cartesiano de 3 gdl                                                        378
7.7.3 Análisis comparativo de identificación                                                                           381
7.8 Resumen                                                                                                                                   382
Parte III Referencias selectas                                                                                                      383
Parte III Problemas propuestos                                                                                                  385

Parte IV Control                                                                                                                  389

Capítulo 8
Control de posición                                                                                                            391
8.1 Introducción                                                                                                                             393
8.2 Control proporcional-derivativo (PD)                                                                                395
8.2.1 Control PD de un péndulo                                                                                                  397
8.2.2 Control PD de un brazo robot de 2 gdl                                                                           403
8.2.3 Control PD de un brazo robot de 3 gdl                                                                           408
8.2.4 Control PD de un robot cartesiano de 3 gdl                                                                  413
8.3 Control PID                                                                                                                             417
8.3.1 Control PID de un robot de 2 gdl                                                                                     418
8.4 Control punto a punto                                                                                                           422
8.4.1 Control tangente hiperbólico                                                                                            422
8.4.2 Control arcotangente                                                                                                         426
8.5 Resumen                                                                                                                                   429
Parte IV Referencias selectas                                                                                                      430
Parte IV Problemas propuestos                                                                                                  431

índice analítico                                                                                                                   433

A color
Páginas:
440
Edición:
1
Año Publicación:
02/07/2012
ISBN:
9788426718365
Formato:
17x23 cms
Colección

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