MATLAB aplicado a robótica y mecatrónica [recurso electrónico

En esta obra se presentan la plataforma y el ambiente de programacin de MATLAB aplicados a la implementacin de algoritmos propios de la robtica y mecatrnica. En particular este texto est enfocado a cubrir tpicos y temas de la currcula del plan de estudios de las carreras de mecatrnica, robtica, electrnica, elctrica, automatizacin, informtica, computacin y sistemas. En la parte I de este libro se presenta el lenguaje de programacin de MATLAB y la implementacin de los mtodos numricos empleados en robtica y mecatrnica. En la parte II se desarrollan libreras en cdigo fuente de MATLAB para anlisis y simulacin de cinemtica directa usando la metodologa Denavit-Hartenberg de robots manipuladores y sistemas mecatrnicos. La parte III est dedicada a la simulacin de la dinmica e identificacin paramtrica de sistemas mecatrnicos y robots manipuladores. En la parte IV se presenta el uso de MATLAB en aplicaciones para regulacin y control punto a punto de robots manipuladores usando el enfoque de moldeo de energa. Ventajas competitivas El contenido y material complementario hacen de este libro de texto una herramienta esencial para la formacin bsica de los alumnos en esta rea. En particular se tiene En el sitio web del libro se encuentran disponibles la exposicin de temas adicionales del libro as como programas en MATLAB que ilustran los procedimientos expuestos en el texto. Tambin se incluye en el sitio web el cdigo fuente de todos los simuladores analizados en el libro. En la pgina web del libro se presenta para los profesores que adopten el libro como texto la solucin completa de los problemas propuestos en el libro. Conozca Los conceptos bsicos de MATLAB necesarios para el desarrollo de simuladores de la robtica y la mecatrnica. Las libreras desarrolladas para MATLAB (simblicas y numricas) que se utilizan en simulacin y aplicaciones con robots manipuladores. MATLAB aplicado a Robótica y Mecatrónica Página legal Contenido Plataforma de contenidos interactivos Simbología e iconografía utilizada Prólogo Parte I. Programación Capítulo 1. Conceptos básicos 1.1 Introducción 1.2 Componentes 1.2.1. Herramientas de escritorio y ambiente de desarrollo 1.2.2. Librerías 1.2.3. Lenguaje 1.2.4. Gráficos 1.2..5. Interfaces externas/API 1.3 Inicio 1.4 Lenguaje 1.4..1. Variables 1.4.2. Números 1.4.3. Formato numérico 1.4.4. Operadores 1.5 Matrices y arreglos 1.5.1. Arreglos 1.6 Gráficas 1.7 Funciones 1.7..1. Funciones archivo 1.8 Programación 1.8.1. if 1.8..2. if, else, elseif 1.8.3. for 1.8.4. while 1.8.5. switch, case 1.8..6. break 1.8.7. return 1.8.8. continue 1.9 Formato para datos experimentales 1.10 Resumen Capítulo 2. Métodos numéricos 2.1 Consideraciones computacionales 2.2 Sistemas de ecuaciones lineales 2..2..1. Regla de Cramer 2.3 Diferenciación numérica 2.3.1. Función diff 2.4 Integración numérica 2.4..1. Regla trapezoidal 2.4..2. Regla de Simpson 2..4..3. Funciones de cuadratura 2.4.4. Método de Euler 2.5 Sistemas dinámicos de primer orden 2.5.1. Método de Runge-Kutta 2.5..2. Simulación de sistemas dinámicos x ̇ = f(x) 2.6 Resumen Parte I. referencias selectas Parte I problemas propuestos Parte II. Cinemática Capítulo 3. Preliminares matemáticos 3.1 Introducción 3.2 Producto interno 3.3 Matrices de rotación 3.3.1. Matriz de rotación alrededor del eje z0 3.3.2. Matriz de rotación alrededor del eje x0 3.3.3. Matriz de rotación alrededor del eje y0 3.4 Reglas de rotación 3.5 Transformaciones de traslación 3.6 Transformaciones homogéneas 3.7 Librerías para matrices homogéneas 3.7.1. Matriz de transformación homogénea HRx(θ) 3.7.2. Matriz de transformación homogénea HRy(θ) 3.7.3. Matriz de transformación homogénea HRz(θ) 3.7.4. Matriz de transformación homogénea HTx(d) 3.7.5. Matriz de transformación homogénea HTy(d) 3.7.6. Matriz de transformación homogénea HTz(d) 3.7.7. Matriz de transformación DH 3.8 Resumen Capítulo 4. Cinemática directa 4.1 Introducción 4.2 Cinemática inversa 4.3 Cinemática diferencial 4.4 Clasificación de robots industriales 4.5 Convención Denavit-Hartenberg 4.5.1. Algoritmo Denavit-Hartenberg 4.6 Resumen Capítulo 5. Cinemática directa cartesiana 5.1 Introducción 5.2 Brazo robot antropomórfico 5.3 Configuración SCARA 5.4 Robot esférico 5.5 Manipulador cilíndrico 5.6 Configuración cartesiana 5.7 Resumen Parte II Referencias selectas Parte II: Problemas propuestos Parte III. Dinámica Capítulo 6. Dinámica 6.1 Introducción 6.2 Estructura matemática para simulación 6.3 Sistema masa-resorte-amortiguador 6.4 Sistema lineal escalar 6..4..1. Estimador de velocidad y filtrado 6.5 Centrífuga 6.6 Péndulo 6.7 Robot de 2 gdl 6.8 Robot de 3 gdl 6.9 Robot cartesiano de 3 gdl 6.10 Resumen Capítulo 7. Identificación paramétrica 7.1 Introducción 7.2 Método de mínimos cuadrados 7..2..1. Linealidad en los parámetros 7.3 Librería de mínimos cuadrados 7..3..1. Caso escalar 7..3..2. Caso multivariable 7.4 Ejemplos 7.5 Modelos de regresión del péndulo 7..5..1. Modelo dinámico del péndulo 7..5..2. Modelo dinámico filtrado del péndulo 7..5..3. Modelo de energía del péndulo 7..5.4. Modelo de potencia del péndulo 7.5.5 Modelo de potencia filtrada 7..5..6. Análisis comparativo de esquemas de regresión 7.6 Modelos de regresión del robot de 2 gdl 7..6..1. Modelo de regresión dinámico del robot de 2 gdl 7..6..2. Modelo de energía del robot de 2 gdl 7..6.3. Modelo de potencia del robot de 2 gdl 7..6..4. Análisis comparativo de resultados de regresión 7.7 Robot cartesiano de 3 gdl 7..7..1. Modelo de regresión dinámico del robot cartesiano 7..7..2. Modelo de potencia del robot cartesiano de 3 gdl 7..7..3. Análisis comparativo de identificación 7.8 Resumen Parte III Referencias selectas Parte III Problemas propuestos Parte IV. Control Capítulo 8. Control de posición 8.1 Introducción 8.2 Control proporcional derivativo (PD) 8..2..1. Control PD de un péndulo 8..2..2. Control PD de un brazo robot de 2 gdl 8..2..3. Control PD de un brazo robot de 3 gdl 8..2..4. Control PD de un robot cartesiano de 3 gdl 8.3 Control proporcional integral derivativo (PID) 8..3..1. Control PID de un robot de 2 gdl 8.4 Control punto a punto 8..4..1. Control tangente hiperbólico 8..4.2. Control arcotangente 8.5 Resumen Parte IV Referencias selectas Parte IV Problemas propuestos Índice analítico Resumen: En esta obra se presentan la plataforma y el ambiente de programación de MATLAB aplicados a la implementación de algoritmos propios de la robótica y mecatrónica. En particular este texto está enfocado a cubrir tópicos y temas de la currícula del plan de estudios de las carreras de mecatrónica, robótica, electrónica, eléctrica, automatización, informática, computación y sistemas