Adaptive Steuerung und Regelung ebener Parallelroboter

Beschreibung

In dieser Dissertationsschrift wird ein autonomes Steuerungskonzept auf Basis der Kombination eines Ansehens zur adaptiven Lageregelung mit einem neuen Konzept zur adaptiven, zeitoptimierten Trajektorienplanung und einem Ansatz zur online-Trajektorienadaption vorgestellt, mit dem minimale Verfahrdauer und höchste Bahngenauigkeit erreicht werden. Eine Besonderheit des Buches besteht in der ausführlichen experimentellen Verifikation aller vorgestellten Konzepte. Dem Leser soll der Stand der Forschung sowie Lösungsansätze für eigene Fragestellungen im Bereich der Industrierobotik angeboten werden. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung eines modellbasierten, adaptiven Steuerungs- und Regelungskonzepts für ebene Parallelroboter, das die vollständige Nutzung des Leistungspotentials dieser Roboterklasse in Bezug auf hohe Dynamik und hohe Genauigkeit trotz variierender dynamischer Parameter ermöglicht. Hierzu werden bekannte Ansätze im Bereich Modellbildung, adaptiver Regelung und zeitoptimaler Führungsgrößenerzeugung aufgegriffen, weiterentwickelt und zu einem autonomen Steuerungskonzept zusammengefügt. Alle entwickelten Verfahren und Ansätze werden mit Hilfe des ebenen parallelen Hochgeschwindigkeitsportalsystems PORTYS verifiziert. Das dynamische Robotermodell bildet sowohl die Grundlage für die Entwicklung von modell-basierten Regelungskonzepten, die eine hohe Folgegenauigkeit garantieren, wie auch für die Planung zeitoptimaler Trajektorien. Mit Hilfe des Prinzips der dynamisch äquivalenten Massen und einer neuen Notation gelingt die kompakte Darstellung des dynamischen Robotermodells in parameterlinearer Form. Auf Basis dieses Modells wird ein adaptives Roboterregelungskonzept aufgegriffen und hinsichtlich Parameterschätzgenauigkeit und -dauer optimiert. Es sorgt für hohe Bahngenauigkeit trotz ungenau bekannter oder variierender dynamischer Parameter. Zur Minimierung der Verfahrdauern entlang vorgegebener Bahnen wird ein Verfahren zur adaptiven zeitoptimalen Trajektorienplanung vorgeschlagen. Aufbauend auf bekannten Algorithmen wird ein Konzept entwickelt, das erstmals Informationen über variierende dynamische Parameter des Roboters in die Trajektorienplanung einbezieht. Aufbauend auf bekannten Algorithmen wird ein Konzept entwickelt, das erstmals Informationen über variierende dynamische Parameter des Roboters in die Trajektorienplanung einbezi eht.

Autor*in

Ingo Thorsten Pietsch

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