Robotique: modélisation et commande

Contenu Détaillé

Semaines	Sujets	Travaux
1	Chapitre 1 - Introduction à la robotique Tour d’horizon des défis en robotique Type de modèle (cinématique vs. dynamique) Équation dynamique commune (F=ma pour robots)	Devoir #1
2 à 5	Chapitre 2 - Bras robotiques articulés Modélisation et analyse géométrique (matrice Jacobienne) Modélisation (méthode de Lagrange) et analyse dynamique Analyse cinématique (espace de travail et singularités) et dynamique (matrice d’inertie, bilan énergétique et stabilité) Dynamique et comportement des actionneurs Commande en position, force, impédance et admittance Stabilité avec la méthode de Lyapunov Méthode du couple calculé, variante robuste et adaptative	Devoir #2 Devoir #3 Devoir #4 Devoir #5
6 à 9	Chapitre 3 - Véhicules (drones, robots mobiles et véhicules autonomes) Modèles dynamiques simplifiés (2D, bicyclette, quart de véhicule, courbe d’adhérence des roues, etc.) Navigation et planification de trajectoires Méthodes numériques de commande et de planification (programmation dynamique, apprentissage par renforcement, algorithmes de recherche et algorithmes d’optimisation) Architectures de commande et stabilisation d’une trajectoire en boucle fermée	Devoir #6 Devoir #7 Devoir #8 Examen
10 à 13	Chapitre 4 - Tour d’horizon des méthodes avancées en robotique Présentations sur les derniers avancements dans le domaine Études de cas et exemples (robots marcheurs, manipulation, drones, véhicules autonomes, exosquelettes, etc.)	Projet de session Un projet au choix de l'étudiant impliquant des notions du cours. L’évaluation du projet consistera en une présentation finale devant la classe

Déroulement du cours

Périodes de formation (3hr/semaines) :

Les périodes de formation seront principalement des leçons magistrales et des démonstrations en classe dirigée par l’enseignant.

Travaux pratiques (2hr/semaines):

Les travaux pratiques consisteront en des séances en classe d’exercices dirigés soit théoriques (papier-crayon) soit informatique (basé sur un site web interactif) ainsi que des périodes de consultations pour les devoirs ou le projet.

Étude personnelle :

Des lectures et l’écoute de vidéos seront suggérées à chaque semaine pour complémenter les leçons magistrales.

Modalités d'évaluation

Devoirs:

• Pour les 8 premières semaines du cours il y aura des devoirs hebdomadaires.
• Seul les 5 meilleurs seront considérés dans la note, les étudiants peuvent donc choisir de travailler et remettre seulement 5 devoirs.
• Les étudiants qui auraient déjà suivi le cours GRO640 devront choisir 5 devoirs parmi 6 devoirs, deux seront exclus car redondant avec le cours.
• Les devoirs consisteront en un mixte d’exercices analytiques (papier crayon) et numériques (à faire à l’ordinateur).
• L’évaluation des devoirs sera faite de façon globale avec une échelle descriptive de cinq niveaux.
• Une rétroaction détaillée sur les devoirs sera faite sur demande.
• Les devoirs seront à remettre au début du cours de la semaine qui suit la diffusion du devoir (les dates exactes seront communiquées à chaque semaine).

Examen:

• Il y aura un examen théorique de 3h à la semaine 9 du cours.
• Une feuille de note manuscrite personnelle recto-verso sera permise durant les examens.

Projet:

• Un projet individuel au choix des étudiant sera l’activité principale du dernier mois du cours.
• Le projet devra impliquer des notions de modélisation et/ou commande reliées aux sujets abordés dans le cours.
• La définition du projet sera validée par l’enseignant en cours de session.
• Les attentes sont des résultats théorique ou numérique (simulations).
• L’évaluation du projet consistera en une présentation finale devant la classe.