Optimierung und Validierung eines Reibmodells von Wellgetrieben zur Reibungskompensation

Abstract

Moderne Roboterapplikationen erfordern präzise Positionierungen der Motoren und stellen somit hohe Anforderungen an deren Regelung. Einer der größten negativen Einflüsse auf die Regelgüte ist die Reibung, die in sich berührenden Systemkomponenten auftritt. Bei der Verwendung von Wellgetrieben, welche häufig in Roboterapplikationen zum Einsatz kommen, ist der Einfluss der Reibung besonders hoch. Diese Arbeit behandelt die Identifikation des Reibverhaltens eines Wellgetriebes. Durch ein Reibungsmodell soll damit die Regelgute verbessert werden. Des Weiteren werden Gültigkeit und Übertragbarkeit des Modells, sowie der identifizierten Modellparameter untersucht. Betrachtete Einflussgrößen auf die Reibung sind dabei die Drehzahl, die Last und die Getriebetemperatur. Neben der Getriebereibung wird besonders auf das erzeugte Drehmoment des Motors eingegangen, da es die Ausgangsgröße des Modells ist. Zur Identifikation der Modellparameter werden zwei Messmethoden angewandt und miteinander verglichen. Eine Sensitivitätsanalyse soll Aufschluss über Stabilität und Fehler des Modells geben. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden angewandt am Projekt DAVID des Robotik und Mechatronik Zentrums (RMC) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR).