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Commande des robots manipulateurs

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  • Responsable de l'UE : Mahdi Khoramshahi (mahdi.khoramshahi@isir.upmc.fr)
  • Code UE : MU5RBR10-COM
  • Volumes horaires / étu : 16 h Cours, 6 h TD, 8 h TP
  • Nombre de crédits de l'UE/EC : 3 ECTS
  • Parcours-type : ROBOT SI MeDH
  • Semestre où l'enseignement est proposé : S1 S2 S3 S4
  • Langue d'enseignement : Français Anglais
  • Public concerné : Département SDI Autre (préciser) :
  • Localisation : Campus PMC Autre (préciser) :

Thématique

Ce cours vise à former les étudiants aux principes et aux applications pratiques de la commande des robots manipulateurs, depuis la compréhension de leur dynamique jusqu’à la mise en œuvre de stratégies de commande avancées. L’enseignement met l’accent sur une compréhension approfondie de la dynamique des systèmes et de la théorie de la commande appliquée à la robotique.

Mots-clés : Dynamique des actionneurs, commande mono-articulaire, commande anticipative, couples précalculés, commande dans l’espace articulaire, commande dans l’espace opérationnel, planification du mouvement, interpolation de trajectoire, cinématique inverse sous contraintes, programmation quadratique, commande adaptative des robots manipulateurs, interaction physique, commande en impédance/admittance, stabilité des boucles de commande robotique, manipulation robotique.

Prérequis

Afin de suivre cette UE, doivent être acquis précédemment :

  • Calcul différentiel et intégral (à une et plusieurs variables), algèbre linéaire, équations différentielles
  • Dynamique linéaire et commande
  • Notions fondamentales de mécanique (notamment dynamique et cinématique)
  • Recommandé : commande non linéaire, commande optimale, commande adaptative
  • Recommandé : connaissance de ROS et programmation en Python

Acquis d'apprentissage visés (AAV)

À l'issue de cette UE, les étudiantes ou étudiants seront capables de :

  1. Comprendre la dynamique d’une articulation robotique unique, notamment la dynamique d’un moteur à courant continu et l’effet de la transmission.
  2. Comprendre et appliquer des correcteurs PD et PID à une articulation unique.
  3. Comprendre et appliquer des méthodes de planification et d’interpolation de trajectoire à une articulation unique.
  4. Comprendre et appliquer une commande anticipative à un robot manipulateur.
  5. Appliquer et analyser la commande décentralisée d’un robot plan à deux dimensions.
  6. Comprendre la commande centralisée des robots manipulateurs.
  7. Comprendre et appliquer le théorème de stabilité de Lyapunov.
  8. Appliquer et analyser la commande centralisée des robots manipulateurs.
  9. Comprendre la commande du mouvement des robots manipulateurs.
  10. Appliquer différents types de correcteurs pour la commande du mouvement.
  11. Comprendre différentes approches de la commande dans l’espace opérationnel.
  12. Comprendre les concepts fondamentaux de l’interaction robotique avec l’environnement et les humains.

Séquencement et modalités de l'enseignement (indicatif)

Semaine C/TD/TP Contenu Préparation AAV associé(s)
S1 C1 Dynamique d’une articulation robotique unique, effet de la transmission AVV1-2
S2 C2 Commande de position et commande décentralisée AVV3-4
S3 C3 / TD1 Méthodes de planification et d’interpolation de trajectoire AAV5
S4 C4 Commande anticipative AAV6
S5 TP1 Commande décentralisée d’un robot plan à deux dimensions AAV6
S6 C5 / TD2 Commande dans l’espace articulaire, commande centralisée AAV8-9
S7 TP2 Commande centralisée d’un robot plan à deux dimensions AAV10
S8 C6 Commande du mouvement, commande adaptative des robots manipulateurs AAV11-12
S9 C7 Commande dans l’espace opérationnel AAV13-14
S10 C8 / TD3 Commande d’interaction : commande en impédance/admittance AAV15

Déroulement de l'UE

L’UE est divisée en quatre séquences successives :

  • Séquence 1 : introduction, commande mono-articulaire et génération de trajectoire (C1/2/3 + TD1 + Quiz1)

  • Séquence 2 : commande anticipative, commande décentralisée (C4 + TP1)

  • Séquence 3 : commande dans l’espace articulaire, commande centralisée (C5 + TD2 + TP2 + Quiz2).

  • Séquence 4 : thèmes avancés de la commande des manipulateurs (C6/7/8 + TD3)

Modalités d'évaluation des acquis d'apprentissage (1ère session)

Semaine Indiv/collectif Présentiel/distanciel Type d'examen AAV évalué(s) Barème %
S6 Individuel Présentiel Quiz AAV 1-5 5%
S12 Individuel Présentiel Quiz AAV 6-9 5%
S6 collectif Présentiel TP AAV 1-10 30%
S12 Individuel Présentiel Ecrit AAV 1-15 60%

2nde session

Session Indiv/collectif Présentiel/distanciel Type d'examen AAV évalué(s) Barème %

Références bibliographiques

  • Spong, Mark W., Seth Hutchinson, and Mathukumalli Vidyasagar. Robot modeling and control. John Wiley & Sons, 2020.
  • Kelly, Rafael, Victor Santibáñez, and Antonio Loría. Control of robot manipulators in joint space. Vol. 693. London: Springer, 2005.
  • Chung, Wan Kyun, Li-Chen Fu, and Torsten Kröger. "Motion control." Springer handbook of robotics (2016): 163-194.

Logo SDI Date de génération de la fiche d'UE : 06/10/2026 Logo SDI