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Guía docente 2024-25 - 77312005 - Cinemática y dinámica de sistemas mecatrónicos
TITULACIÓN: | Máster Univ. en Ingeniería mecatrónica |
CENTRO: | ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN) |
CURSO: | 2024-25 |
ASIGNATURA: | Cinemática y dinámica de sistemas mecatrónicos |
NOMBRE: Cinemática y dinámica de sistemas mecatrónicos | |||||
CÓDIGO: 77312005 | CURSO ACADÉMICO: 2024-25 | ||||
TIPO: Obligatoria | |||||
Créditos ECTS: 4.0 | CURSO: 1 | CUATRIMESTRE: PC | |||
WEB: https://platea.ujaen.es |
NOMBRE: VASCO OLMO, JOSE MANUEL | ||
IMPARTE: Teoría [Profesor responsable] | ||
DEPARTAMENTO: U121 - INGENIERÍA MECÁNICA Y MINERA | ||
ÁREA: 545 - INGENIERÍA MECÁNICA | ||
N. DESPACHO: A3 - 019 | E-MAIL: jvasco@ujaen.es | TLF: 953212437 |
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/52116 | ||
URL WEB: - | ||
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2250-2306 | ||
NOMBRE: GÜIDO TOLEDO, JUAN LUIS | ||
IMPARTE: Teoría | ||
DEPARTAMENTO: U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA | ||
ÁREA: 520 - INGENIERÍA DE SISTEMAS Y AUTOMÁTICA | ||
N. DESPACHO: - | E-MAIL: - | TLF: - |
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/68287 | ||
URL WEB: - | ||
ORCID: - | ||
.
.
Los criterios de permanencia,
así como las normas de matrícula son fijados por la
propia universidad, siendo ésta la competente para
establecer los requisitos de permanencia en la misma. En el vigente
plan de estudios no se establecen requisitos previos para cursar
ninguna de las asignaturas ofertadas. Sin embargo, en el caso
particular de la asignatura Cinemática y dinámica de
sistema mecatrónicos, es especialmente conveniente que
alumno
haya cursado y superado las asignaturas obligatorias previas
del Grado de Ingeniería Mecánica, Mecánica
de Máquinas (2º curso, 1er semestre),
Elasticidady Resistencia de Materiales (2º curso, 2º
semestre), Elasticidad y Resistencia de Materiales II (3er curso,
1er semestre), Cinemática y Dinámica de
Máquinas (3er curso, 1er semestre) y Diseño de
Máquinas (3er curso, 2º semestre).
código | Denominación de la competencia |
CG1MMKTR | Conocer y utilizar las Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la Ingeniería Mecatrónica. |
CG4MMKTR | Comprender, analizar y evaluar teorías, resultados y desarrollos en el idioma de referencia, además de en la lengua materna, en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica. |
CT1 | Conocer y desarrollar el respeto y la promoción de los Derechos Humanos, de los Derechos Fundamentales, de la cultura de paz y la conciencia democrática, de los mecanismos básicos para la participación ciudadana y de una actitud para la sostenibilidad ambiental y el consumo responsable. |
E05MMKTR | Conocer y manejar las técnicas actuales de análisis y simulación para el estudio de la cinemática y dinámica de sistemas mecatrónicos. |
Resultados de aprendizaje | |
Resultado RE05MM | Demuestra que conoce y que maneja las técnicas actuales de análisis y simulación para el estudio de la cinemática y dinámica de sistemas mecatrónicos |
Resultado RG1mMKTR | Demuestra que conoce y utiliza las Tecnologías de la Información y la Comunicación aplicadas a la Ingeniería Mecatrónica. |
Resultado RG4mMKTR | Es capaz de comprender, analizar y evaluar teorías, resultados y desarrollos en el idioma de referencia, además de en la lengua materna, en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica. |
Resultado RT1 | Demuestra el conocimiento y respeto de los Derechos Fundamentales, de la cultura de paz y la conciencia democrática, de los mecanismos básicos para la participación ciudadana y de una actitud para la sostenibilidad ambiental y el consumo responsable |
- Introducción. Cinemática de la partícula
y movimiento relativo.
- Cinemática del sólido rígido en el
espacio tridimensional.
- Dinámica de manipuladores y sistemas robotizados.
- Programación de sistemas robotizados.
- Aplicaciones de los robots industriales.
- Modelado dinámico basado en espacio de estados.
- Modelado dinámico de sistemas mecánicos para
aplicaciones mecatrónicas.
- Modelado dinámico de sistemas eléctricos y
electrónicos para aplicaciones mecatrónicas.
PARTE TEÓRICA
Tema 1. Introducción a la robótica
1.1. Introducción.
1.2. Antecedentes históricos.
1.3. Origen y desarrollo de la robótica.
1.4. Definición de robot.
1.5. Clasificación de los robots.
1.6. Elementos de un robot.
1.6.1. Estructura mecánica
1.6.2. Transmisiones y reductores.
1.6.3. Actuadores.
1.6.4. Sensores internos.
1.6.5. Elementos terminales.
Tema 2. Representación de la posición y la orientación en el espacio
2.1. Representación de la posición.
2.1.1. Coordenadas cartesianas.
2.1.2. Coordenadas polares y cilíndricas.
2.1.3. Coordenadas esféricas.
2.2. Representación de la orientación.
2.2.1. Matrices de rotación.
2.2.2. Ángulos de Euler.
2.3. Matrices de transformación homogénea.
2.3.1. Coordenadas y matrices homogéneas.
2.3.2. Aplicación de las matrices homogéneas.
2.3.3. Significado geométrico de las matrices homogéneas.
2.3.4. Composición de matrices homogéneas.
2.3.5. Gráficos de transformación.
2.4. Relación y comparación entre los distintos métodos de localización espacial.
2.4.1. Comparación de métodos de localización espacial.
2.4.2. Relación entre los distintos métodos de localización espacial.
Tema 3. Cinemática de los manipuladores industriales
3.0. Introducción
3.1. El problema cinemático directo.
3.1.1. Resolución del problema cinemático directo mediante métodos geométricos.
3.1.2. Resolución del problema cinemático directo mediante matrices de transformación homogénea.
3.1.3. Algoritmo de Denavit-Hartenberg para la obtención del método directo.
3.2. Cinemática inversa.
3.2.1. Resolución del problema cinemático inverso por métodos geométricos.
3.2.2. Resolución del problema cinemático inverso mediante matrices de transformación homogénea.
3.2.3. Desacoplamiento cinemático.
3.3. Modelo diferencial. Matriz Jacobiana.
3.3.1. Jacobiana analítica.
3.3.2. Jacobiana geométrica.
3.3.3. Obtención numérica de la Jacobiana geométrica.
3.3.4. Relación entre la Jacobiana analítica y la Jacobiana geométrica.
Tema 4. Modelado dinámico basado en espacio de estados.
4.1. Concepto de sistema dinámico.
4.2. Concepto de estado.
4.3. Modelo en espacio de estados de sistemas dinámicos lineales continuos.
4.4. Modelo en espacio de estados de sistemas dinámicos lineales muestreados.
4.5. Respuesta dinámica de sistemas en espacio de estados.
4.6. Controlabilidad y observabilidad.
4.7. Linealización de sistemas.
Tema 5. Modelado dinámico de sistemas mecánicos para aplicaciones mecatrónicas.
5.1. Modelado de componentes mecánicos.
5.2. Modelado de sistemas mecánicos.
Tema 6. Modelado dinámico de sistemas eléctricos para aplicaciones mecatrónicas.
6.1. Modelado de componentes eléctricos.
6.2. Modelado de sistemas eléctricos.
PARTE PRÁCTICA
Práctica 1. Aplicación y composición de las matrices homogéneas.
Práctica 2. Resolución del problema cinemático directo: Algoritmo de Denavit-Hatenberg.
Práctica 3. Resolución del problema cinemático inverso.
Práctica 4. Resolución del modelado dinámico basado en espacios de estados.
Práctica 5. Resolución del modelado dinámico de sistemas mecánicos para aplicaciones mecatrónicas.
Práctica 6. Resolución del modelado dinámico de sistemas eléctricos para aplicaciones mecatrónicas.
Práctica 7. Programación de robots.
ACTIVIDADES | HORAS PRESENCIALES | HORAS TRABAJO AUTÓNOMO | TOTAL HORAS | CRÉDITOS ECTS | COMPETENCIAS (códigos) |
---|---|---|---|---|---|
A67 - Actividades en pequeño grupo
|
10.0 | 15.0 | 25.0 | 1.0 | |
A88 - Actividades en gran grupo | 30.0 | 45.0 | 75.0 | 3.0 |
|
TOTALES: | 40.0 | 60.0 | 100.0 | 4.0 |
ACTIVIDADES |
H. PRE. |
H.T.A |
TOTAL H. |
C. ECTS |
COMPETENCIAS |
A67 - Actividades en pequeño grupo *M86 - seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas |
10.0 |
15.0 |
25.0 |
1.0 |
|
A88 - Actividades en gran grupo *h10 - clases magistrales, exposición de teoría y ejemplos generales y conferencias |
30.0 |
45.0 |
75.0 |
3.0 |
*CT1 *E05MMKTR *CG1MMKTR *CG4MMKTR |
Totales |
40.0 |
60.0 |
100.0 |
4.0 |
|
La presente asignatura evalúa la competencia básica CT1, mediante la cual se evaluarán cuestiones asociadas fundamentalmente hacia el desarrollo de sistemas mecatrónicos orientados hacia el consumo responsable, la sostenibilidad ambiental y la economía circular. Esto se llevará a cabo mediante la participación en actividades presenciales y en la realización de actividades prácticas o teóricas.
Además de la competencia básica anterior, respecto a las competencias generales y específicas:
- El examen de teoría evalúa las competencias
CG4MKTR y E05MMKTR.
- Las prácticas, trabajos y casos evalúan las
competencias CG1MKTR y E05MMKTR.
- Las actividades y participación evalúan las
competencias CG1MKTR y CG4MKTR.
- Por otro lado, la evaluación positiva del estudiante
implicará que ha alcanzado los resultados de aprendizaje:
RG1MKTR, RG4MKTR, RT1 y RE5MMKTR (en línea con las
competencias indicadas).
ASPECTO | CRITERIOS | INSTRUMENTO | PESO |
---|---|---|---|
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales | Actividades en gran grupo | . | 5.0% |
Conceptos teóricos de la materia | Participación en actividades presenciales | . | 5.0% |
Realización de trabajos, casos o ejercicios | Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia | . | 75.0% |
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC | Realización de trabajos, casos o ejercicios prácticos | . | 15.0% |
*ACTIVIDADES Y PARTICIPACIÓN. Se valorará la correcta participación del estudiante, tanto individual como colectiva, e intervención activa del estudiante en clase. Peso 10%.
*EXAMEN DE TEORÍA. Prueba escrita sobre los contenidos teórico-prácticos de la asignatura. Es preciso alcanzar una puntuación mínima de 5 puntos sobre 10 en cada uno de los dos bloques que componen los contenidos básicos de la asignatura para poder aprobarla. Peso 75%.
*PRÁCTICAS Y TRABAJOS. Se valorara la correcta resolución de las prácticas, trabajos y casos propuestos. Para ello se realizará una Memoria de prácticas y entrega de cuestionarios e informes. La asistencia a las sesiones prácticas de laboratorio es obligatoria, adicionalmente es preciso entregar todas las memorias de prácticas en las fechas indicadas por el profesor. La no asistencia a las prácticas o la no entrega de las memorias en las fechas establecidas por el profesor implicará que el estudiante no supere la asignatura. Se valorará positivamente la entrega de actividades propuestas por el profesor. Peso 15%.
La presente asignatura evalúa la competencia básica CT1, mediante la cual se evaluarán cuestiones asociadas fundamentalmente hacia el desarrollo de sistemas mecatrónicos orientados hacia el consumo responsable, la sostenibilidad ambiental y la economía circular. Esto se llevará a cabo mediante la participación en actividades presenciales y en la realización de actividades prácticas o teóricas.
Además de la competencia básica anterior, respecto a las competencias generales y específicas:
- El examen de teoría evalúa las competencias
CG4MKTR y E05MMKTR.
- Las prácticas, trabajos y casos evalúan las
competencias CG1MKTR y E05MMKTR.
- Las actividades y participación evalúan las
competencias CG1MKTR y CG4MKTR.
- Por otro lado, la evaluación positiva del estudiante
implicará que ha alcanzado los resultados de aprendizaje:
RG1MKTR, RG4MKTR, RT1 y RE5MMKTR (en línea con las
competencias indicadas).
- Ingeniería de control moderna. Edición: 5ª ed.. Autor: Ogata, Katsuhiko. Editorial: Madrid [etc.]: Pearson Education, 2010 (C. Biblioteca)
- Mechatronic Systems Fundamentals. Edición: -. Autor: Rolf Isermann. Editorial: Springer (C. Biblioteca)
- Fundamentos de robótica, . Edición: 2ª ed.. Autor: Barrientos, Antonio. Editorial: McGraw-Hill Interamericana, (C. Biblioteca)
- Robótica industrial: fundamentos y aplicaciones. Edición: -. Autor: Rentería, Arantxa. Editorial: Madrid [etc.]: McGraw-Hill, D. L. 2000 (C. Biblioteca)
- Robótica práctica: tecnología y aplicaciones. Edición: 5ª ed. Autor: Angulo Usategui, José María. Editorial: Madrid: Paraninfo, cop. 2000 (C. Biblioteca)
- Mecatrónica: sistemas de control electrónico en la ingeniería mecánica y eléctrica. Edición: 2ª ed.. Autor: Bolton, William. Editorial: Barcelona : Marcombo-Boixareu , 2001 (C. Biblioteca)
Semana |
A1 |
A2 |
A3 |
Trabajo autónomo |
Observaciones |
Nº 1: 07-11 oct 2024 |
6 |
|
|
10 |
Temas 1 (2h) y 2 (4h) |
Nº 2: 14-18 oct 2024 |
6 |
|
|
10 |
Temas 2 (4h) y 3 (2h) |
Nº 3: 21-25 oct 2024 |
6 |
|
|
10 |
Tema 3 (6h) |
Nº 4: 28 oct-01 nov 2024 |
6 |
|
|
10 |
Temas 3 (4h) y 4 (2h) |
Nº 5: 04-08 nov 2024 |
4 |
2 |
4 |
10 |
Temas 4 (2h), 5 (3h) y 6 (1 h)/Ponencia prof. externo |
Nº 6: 11-15 nov 2024 |
2 |
|
4 |
10 |
Tema 6 (2 h)/Ponencia prof. externo |
Total |
30 |
2 |
8 |
60 |
|
Industria, innovación e infraestructura |
En la presente asignatura se fomenta el objetivo 9, relacionado con la industria y la innovación, en el que se promueve la industrialización inclusiva y sostenible, donde se respete el medio ambiente.
1) METODOLOGÍA DOCENTE Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
Actividades formativas |
Formato (presencial/online) |
Metodología docente - Descripción |
A1 - Clases expositivas en gran grupo |
Presencial
100% (*)
|
Clase a todos los estudiantes del grupo en el horario y aula asignados. Los conceptos básicos de la asignatura se presentarán mediante presentaciones multimedia, exposiciones teóricas y realización de ejemplos y/o problemas/casos. |
A2 - Clases en pequeño grupo |
Presencial
100% (*)
|
Clase a todos los estudiantes del grupo en el horario y aula asignados. Se realizarán distintas actividades consistentes en seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas. |
(*) El Centro podrá establecer presencialidad rotativa dependiendo del número de estudiantes y aforo del aula/laboratorio (clase en el horario y aula/laboratorio asignados a una parte del grupo y retransmisión por videoconferencia al resto, con rotación periódica de estudiantes, según determine el Centro).
Nota: Para la visita a instalaciones externas, o visita de un ponente externo, y en cualquiera de las diferentes modalidades que suponga una restricción de movimiento, se realizaría una video-conferencia con el experto correspondiente y si la duración es menor de las cuatro horas prevista se complementaría con clase teórico-práctica.
2) SISTEMA DE EVALUACIÓN
Convocatoria ordinaria
ASPECTO |
CRITERIOS |
INSTRUMENTO |
PESO |
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales. |
Correcta intervención del estudiante en clase a través de actividades en gran grupo y participación en actividades presenciales. |
Observación y notas del profesor. |
10% |
Conceptos teóricos de la materia |
Dominio del contenido teórico-práctico. |
Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia. |
75% |
Prácticas de laboratorio/ campo/uso de herramientas TIC. |
Correcta resolución de los trabajos, casos o ejercicios prácticos. |
Resolución de las actividades propuestas por el profesor. |
15% |
Convocatoria extraordinaria
ASPECTO |
CRITERIOS |
INSTRUMENTO |
PESO |
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales. |
Correcta intervención del estudiante en clase a través de actividades en gran grupo y participación en actividades presenciales. |
Observación y notas del profesor. |
10% |
Conceptos teóricos de la materia |
Dominio del contenido teórico-práctico. |
Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia. |
75% |
Prácticas de laboratorio/ campo/uso de herramientas TIC. |
Correcta resolución de los trabajos, casos o ejercicios prácticos. |
Resolución de las actividades propuestas por el profesor. |
15% |
3) RECURSOS
Como recursos síncronos se emplearán los siguientes:
- Realización de tutorías mediante videoconferencia.
Como recursos asíncronos se emplearán los siguientes:
- Facilitación de presentaciones de temario y resolución de ejercicios mediante plataforma de docencia virtual.
- Creación de herramientas de consulta de dudas mediante la plataforma de docencia virtual.
1) METODOLOGÍA DOCENTE Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
Actividades formativas |
Formato (presencial/online) |
Metodología docente - Descripción |
A1 - Clases expositivas en gran grupo |
Online
|
Clase a todos los estudiantes del grupo en el horario y aula asignados. Los conceptos básicos de la asignatura se presentarán mediante presentaciones multimedia, exposiciones teóricas y realización de ejemplos y/o problemas/casos. |
A2 - Clases en pequeño grupo |
Online |
Clase a todos los estudiantes del grupo en el horario y aula asignados. Se realizarán distintas actividades consistentes en seminarios, debates, actividades prácticas y aclaración de dudas. |
Nota: Para la visita a instalaciones externas, o visita de un ponente externo, y en cualquiera de las diferentes modalidades que suponga una restricción de movimiento, se realizaría una video-conferencia con el experto correspondiente y si la duración es menor de las cuatro horas prevista se complementaría con clase teórico-práctica.
2) SISTEMA DE EVALUACIÓN
Convocatoria ordinaria
ASPECTO |
CRITERIOS |
INSTRUMENTO |
PESO |
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales. |
Correcta intervención del estudiante en clase a través de actividades en gran grupo y participación en actividades presenciales. |
Observación y notas del profesor. |
10% |
Conceptos teóricos de la materia |
Dominio del contenido teórico-práctico. |
Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia. |
75% |
Prácticas de laboratorio/ campo/uso de herramientas TIC. |
Correcta resolución de los trabajos, casos o ejercicios prácticos. |
Resolución de las actividades propuestas por el profesor. |
15% |
Convocatoria extraordinaria
ASPECTO |
CRITERIOS |
INSTRUMENTO |
PESO |
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales. |
Correcta intervención del estudiante en clase a través de actividades en gran grupo y participación en actividades presenciales. |
Observación y notas del profesor. |
10% |
Conceptos teóricos de la materia |
Dominio del contenido teórico-práctico. |
Examen sobre los conceptos teóricos y prácticos de la materia. |
75% |
Prácticas de laboratorio/ campo/uso de herramientas TIC. |
Correcta resolución de los trabajos, casos o ejercicios prácticos. |
Resolución de las actividades propuestas por el profesor. |
15% |
3) RECURSOS
Como recursos síncronos se emplearán los siguientes:
- Realización de tutorías mediante videoconferencia.
Como recursos asíncronos se emplearán los siguientes:
- Facilitación de presentaciones de temario y resolución de ejercicios mediante plataforma de docencia virtual.
- Creación de herramientas de consulta de dudas mediante la plataforma de docencia virtual.
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén
Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es
Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.
Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.
Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.
Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.
Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es
Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es
Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es
Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.
Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.
Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.
Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.
Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es