Regelung flexibler Mehrkörpersysteme mit Umgebungskontakt
Funktionsübersicht des neuen flexiblen Leichtbauroboters Flexor:
Experimentelle Ergebnisse ausgewählter Konzepte angewendet auf den Flexor:
Experimentelle Ergebnisse an der Lambda Kinematik:
Motivation Modellierung Modell einer Lambda-Kinematik mit kinematischer Schleife (Achsen KML). | |
Simulationsumgebung des flexiblen Mehrkörpermodells einer Lambda-Kinematik & Übersichtsposter zur Regelung flexibler Mehrkörpersysteme (Klicken für PDF).
Die Einbindung von Finite-Elemente-Modellen, die über eine hohe Anzahl an Knotenfreiheitsgraden verfügen, ist dabei nicht zielführend. Finite-Elemente-Modelle werden daher mit Hilfe von Reduktionsverfahren in Modelle mit einer deutlich geringeren Anzahl an Freiheitsgraden überführt. Diese reduzierten Körper werden anschließend mit Hilfe der Methode des bewegten Referenzsystems in das Mehrkörpersystem eingebunden. Regelungskonzepte Die entwickelten Konzepte werden experimentell an einer flexiblen Lambda-Kinematik getestet, welche in den letzten Jahren in Zusammenarbeit mit dem Institut für Technische und Numerische Mechanik der Universität Stuttgart entwickelt wurde. | |
Versuchsstand der Lambda-Kinematik zur Untersuchung von Regelungskonzepten für flexible Mehrkörpersysteme. |
Da bei diesem Versuchsstand signifikante Reibeffekte in den Schlitten auftreten ist es notwendig diese zu kompensieren. Dazu werden modellbasierte und nichtmodellbasierte Techniken kombiniert und in die Kaskadenregelung der Schlitten integriert. Um neben einer Trajektorienfolgeregelung die Möglichkeit zu haben Schwingungen der Lambda-Kinematik schnell auszudämpfen, wurde ein Krümmungsregler entwickelt welcher die Krümmungsgeschwindigkeit des langen hochelastischen Arms zurückführt (siehe Video).
Experimentelle Ergebnisse
Studentische MitarbeitDas präsentierte Projekt bietet eine einmalige Kombination aus Mechanik und Regelungstechnik sowie Einblicke in die Leichtbaurobotik. Dabei werden effektive Methoden wie die Flexiblen Mehrkörpersysteme, die Finite-Elemente-Methode, die exakte Modellinversion etc. eingesetzt, wobei mit unterschiedlichsten Software-Tools gearbeitet wird zur Modellierung und Simulation (z.B. Ansys/Matlab/Simulink). Ziel hierbei ist die erstellten Modelle, Simulationen und Regler auch experimentell zu validieren. |
Ausgewählte Veröffentlichungen | |
| |
KontaktBei Fragen oder Interesse an einer studentischen Arbeit im Bereich Regelung flexibler Mehrkörpersysteme, können Sie uns gerne kontaktieren: | |
Das Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert (SE1685-3/2).