Antes de comenzar
Conocimiento inicial
- Comodidad con álgebra y Python básico.
- Revisar vectores, trigonometría y derivadas según sea necesario.
Equipo & medio ambiente
Utilice un brazo simulado simple o un modelo con ruedas. Mantenga los experimentos físicos opcionales y supervisados.
No hay un tiempo de finalización fijo: utiliza las puertas de evidencia a continuación para decidir cuándo avanzar. Los enlaces de recursos abren la entrada del directorio botstest; consulte la documentación del editor para conocer la versión y configuración exactas.
principiante
Comprender los fotogramas y el movimiento.
Representar dónde están un robot y un objeto sin mezclar cuadros ni unidades.
Cómo funciona esta etapa
Las coordenadas describen una cantidad en un marco con nombre. Un mismo punto tiene números diferentes cuando se expresa en relación con la cámara, la base del robot o la herramienta.
Trabajar a través de un ejemplo
Ejercicio de estudio ilustrativo · escrito por botstest
Utilice una escena de juguete de solo traducción con ejes alineados. El origen de la cámara está (0,3, 0, 0,5) metros en el marco base y el objeto está (0,1, 0,2, 0,4) metros en el marco de la cámara. Sus coordenadas base son (0,4, 0,2, 0,9). Este atajo adicional deja de funcionar cuando se giran los fotogramas; luego componga la transformación completa.
- Etiqueta la dirección de cada transformación.
- Mantenga explícitas las unidades de posición y las convenciones de ángulos.
- Verifique un punto conocido simple antes de componer transformaciones.
Un objeto reflejado o desplazado a menudo indica una dirección de cuadro o un error de unidad en lugar de una mala planificación del movimiento.
Base de referencia: Coordenadas y Transformaciones. El ejemplo y el tutorial son aplicaciones editoriales de la fuente.
Aprende en este orden
- Vectores, rotaciones y transformadas homogéneas.
- Coordenadas conjuntas versus coordenadas del espacio de tareas
- Cinemática directa y controles numéricos.
Leer y luego aplicar
Kris Hauser · University of Illinois · Capítulo del curso
Coordenadas y Transformaciones
Leer: Revise los vectores y las convenciones de marcos antes de componer transformaciones.
Utilice convenciones de marco explícitas para detectar transformaciones invertidas, unidades mixtas y alineación visual engañosa.
Aplicarlo: Calcule una transformación de cámara a punto base y etiquete cada cuadro y unidad.
Ponlo en practica
- Dibuja marcos de mundo, base, herramientas y cámara para un brazo simple.
- Calcule la posición de una herramienta y compárela con un modelo visualizado.
Un diagrama de cuadro y un cuaderno de cinemática directa comprobado.
Listo para el siguiente paso cuando...
Recursos para esta etapa
Estudiar la mecánica, sistemas de coordenadas, cinemática y fundamentos de control relevantes para el ejercicio.
Trabaje con ejemplos de robótica computacional y compare resultados numéricos con sus propios cálculos.
Intermedio
Retroalimentación y trayectorias del estudio.
Explique cómo un controlador sigue una referencia cambiante bajo perturbación.
Cómo funciona esta etapa
Un controlador reacciona ante un error con el tiempo. Compare su respuesta utilizando una referencia fija, una condición inicial y un modelo para que un resultado modificado tenga una causa interpretable.
Trabajar a través de un ejemplo
Ejercicio de estudio ilustrativo · escrito por botstest
En un ejemplo simulado de un solo eje, sea la referencia 0,3 radianes y el ángulo medido 0,1 radianes: el error es 0,2 radianes. Una ganancia proporcional de juguete de 2 newton-metro por radian produce 0,4 newton-metro antes de los límites. Estos números ilustran unidades, no una configuración de hardware. Trace cómo evolucionan el error y el comando en lugar de juzgar un instante.
- Definir estado, referencia y entrada de control.
- Mantenga fijas las condiciones de la prueba.
- Trace el error de seguimiento y el historial de comandos juntos.
Si una respuesta simulada se vuelve extrema, inspeccione los límites del comando, el tiempo de muestreo y las unidades antes de aumentar las ganancias.
Base de referencia: El péndulo simple. El ejemplo y el tutorial son aplicaciones editoriales de la fuente.
Aprende en este orden
- Jacobianos y relaciones de movimiento local.
- Trayectorias de referencia y señales de error.
- Ganar efectos, saturación y muestreo.
Leer y luego aplicar
Russ Tedrake · MIT · Capítulo del curso
El péndulo simple
Leer: Estudie el modelo y sus parámetros antes de interpretar los gráficos de comportamiento.
Utilice un modelo dinámico manejable para explicar el comportamiento medido antes de agregar más articulaciones o un controlador aprendido.
Aplicarlo: Compare un estado de referencia y medido bajo dos configuraciones de controlador y el mismo estado inicial.
Ponlo en practica
- Compare la configuración del controlador en la misma tarea de movimiento conjunto.
- Introducir una perturbación acotada en la simulación y registrar el error de seguimiento.
Un cuaderno de comparación de controladores con gráficos etiquetados.
Listo para el siguiente paso cuando...
Recursos para esta etapa
Modele interacciones físicas y pruebe el control o el comportamiento de aprendizaje bajo supuestos de simulación explícitos.
Explore la dinámica, la optimización y el análisis basado en modelos para un experimento de ingeniería controlado.
Investigue los cálculos de dinámica y cinemática de cuerpos rígidos con un modelo de robot explícito.
Profesional
Evaluar los límites del modelo
Cree un análisis que respalde una decisión de diseño en lugar de solo una fórmula.
Cómo funciona esta etapa
Un buen resultado matemático todavía depende de los supuestos del modelo. Convierta esos supuestos en un estudio de sensibilidad experimental.
Trabajar a través de un ejemplo
Ejercicio de estudio ilustrativo · escrito por botstest
Tome el controlador elegido y cambie una masa o retraso modelado a la vez. El objetivo es identificar dónde el razonamiento deja de predecir el comportamiento, no declarar un mejor controlador universal.
- Enumere los supuestos detrás del objetivo y el modelo.
- Cambie un parámetro en un conjunto de prueba declarado.
- Indique qué conclusiones aún requieren evidencia física.
Una ejecución nominal exitosa dice poco sobre una perturbación no probada o una interfaz de actuador diferente.
Base de referencia: Reguladores cuadráticos lineales. El ejemplo y el tutorial son aplicaciones editoriales de la fuente.
Aprende en este orden
- Supuestos del modelo y sensibilidad de los parámetros.
- Manejo de restricciones y límites del actuador
- Informes de repetibilidad e incertidumbre
Leer y luego aplicar
Russ Tedrake · MIT · Capítulo del curso
Reguladores cuadráticos lineales
Leer: Lea los supuestos del espacio de estados y la formulación de costos antes de la derivación.
Utilice el modelo y los supuestos objetivos para hacer interpretable una comparación de controladores.
Aplicarlo: Enumere el modelo y los supuestos objetivos detrás de su controlador seleccionado y pruebe un cambio de parámetro.
Ponlo en practica
- Varíe la masa, la fricción o la latencia en un conjunto de prueba controlado.
- Recomendar una combinación de controlador/modelo con limitaciones documentadas.
Un estudio de sensibilidad y una recomendación de ingeniería reproducible.
Listo para el siguiente paso cuando...
Recursos para esta etapa
Explore la dinámica, la optimización y el análisis basado en modelos para un experimento de ingeniería controlado.
Investigue los cálculos de dinámica y cinemática de cuerpos rígidos con un modelo de robot explícito.
Estudiar la mecánica, sistemas de coordenadas, cinemática y fundamentos de control relevantes para el ejercicio.
Errores comunes
- Aprender ecuaciones sin adjuntar marcos ni unidades.
- Suponer una simulación estable demuestra que un controlador físico es seguro.
Adónde ir a continuación
Continúe con la planificación del movimiento, la actuación o la investigación basada en modelos según el experimento que desee construir.
Explorar otros aprender caminos →