Ementa: Análise Cinemática: Transformações homogêneas. Representação de Denavit-Hartenberg. Cinemática inversa. Jacobiano: Análise dinâmica: Formulação de Euler-Lagrange. Formulação de Newton-Euler. Princípio de D'Alembert. Estratégias de controle: Controle de juntas independentes. LQR. Controle multivariável.

Bibliografia: M.W. Spong, M. Vidyasagar, "Robot Dynamics and Control", John Wiley & Sons, Inc., 1989. K.S. Fu, R.C. Gonzalez, C.S.G. Lee, "Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence. McGraw Hill, 1987.

Conteudo Programático:  Introdução - Motivação:- Identificação de componentes e estruturas robóticas rígidas para realização de tarefas de precisão e força.- Revisão de robôs para aplicações industriais: inspeção, manutenção, soldagens, pinturas e manipulação de objetos pesados.- Tipos de Acionamento - Grupos Motores.- Sistemas de controle modernos para robótica e perspectivas tecnológicas.- Controle em tempo real de robôs baseado em modelos dinâmicos de referência.- Noções sobre graus de liberdade, movimentos espaciais, transformações entre espaços.- Tópicos em otimização não-linear, soluções algébricas, soluções numéricas.   Cinemática Direta e Inversa de robôs:- Definição do problema, das pretensões e das dificuldades de obtenção.- Robôs de cadeias cinemáticas seriais e paralelas.- Sistemas referenciais de coordenadas inercial e de movimentos.- Matrizes de rotação, rotações compostas.- Movimento composto espacial, lei de composição para transformações rotacionais.- Rotações em torno de eixos arbitrários.- Coordenadas de orientação: representação eixo/ângulo, ângulos de Euler, ângulos roll, pitch, yaw.- Transformações Homogêneas/Transformações Rígidas, translações e rotações espaciais combinadas, movimento rígido.- Matrizes básicas de rotação e translação.- Matrizes anti-simétricas e transformação de similaridade.- Derivada de matriz de rotação.- Fixação coerente de sistemas de coordenadas referenciais.- Representação de Denavit & Hartenberg (convenção D-H).- Interpretação física dos parâmetros D-H.- Obtenção do modelo cinemático do robô.- Métodos de solução para a cinemática inversa dos robôs: por desacoplamento cinemático, métodos geométricos/trigonométricos, redes neurais, buscas heurísticas.   Cinemática da velocidade de robôs:- Definição do problema, das utilidades, das pretensões e das dificuldades de obtenção.- Velocidades e acelerações angulares com vetores: acelerações centrípeta, transversal e de Coriolis.- Velocidades e acelerações transportadas entre sistemas de coordenadas referenciais.- Adição de velocidades angulares.- Obtenção sistemática do Jacobiano dos robôs.- Métodos algébricos e numéricos de solução da cinemática inversa de velocidade dos robôs.   Modelagem dinâmica de robôs rígidos:- Definição do problema, das utilidades, das pretensões e das dificuldades de obtenção.- Mecânica newtoniana e mecânica lagrangeana.- Formulação de Lagrange-Euler para sistemas não-conservativos.- Princípios do trabalho virtual e de D'Alembert.- Energias cinética e potencial do robô.- Definição do Lagrangeano do robô.- Equações de movimento do robô.- Símbolos de Christoffel.- Exemplos de obtenção do modelo dinâmico por Lagrange-Euler.- Formulação de Newton-Euler: sistemática para definição das coordenadas de movimento e obtenção da cinemática dos elos. Obtenção das equações recursivas de movimento do robô.- Algoritmo para cálculo numérico rápido das equações recursivas obtidas pela formulação de Newton-Euler.- Exemplos de aplicações usando a formulação de Newton-Euler.- Comparações entre eficiências dos métodos.   Estratégias de Controle para robôs:- Sistemas de hardware hierárquico Master-Slaves e distribuído.- Estratégicas com interrupções de hardware aninhadas.- Controle no espaço cartesiano e no espaço de juntas.- Paralelização do processamento em hardware e software.- Abordagens com emprego de hardware adaptativo - Controladores para sistemas com incertezas paramétricas, complexas não-linearidades e com plantas cujos equilíbrios dinâmicos podem ser variantes.- Técnicas de controle linear e não-linear com modelo dinâmico de referência, técnicas que consideram desacoplamentos cinemáticos, ou ainda de controle robusto, LQR, torque calculado, e abordagens por métodos de controle adaptativos, neurais, fuzzy, neuro-fuzzy e preditivo.
Obs.: Consultar Catálogo vigente na DAC.

Forma Avaliação: 2 Provas + trabalho de curso, com pesos ponderados para obter aprovação sem exame final, o CR calculado por: CR= 0,6 * média das notas das provas + 0,4 * nota do trabalho de curso deve ser maior ou igual a 5,0 (conceitos A, B, e C) Se o CR for inferior a 5,0, então o aluno poderá realizar o exame final (E), e neste caso a média final MF é a média aritmética de CR e E. Se MF for maior ou igual a 5,0 (conceitos A, B, e C) o aluno será considerado aprovado.