Modellierung und Steuerung von strukturelastischen Robotern

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modellierung und Steuerung von Robotern mit Elastizitäten in den Antriebssträngen und Strukturteilen. Hierzu werden nichtlineare Modelle erstellt und die Parameter der Modelle in einem mehrstufigen Identifikationsprozess bestimmt. Als Vorsteuerung werden inverse Robotermodelle verwendet. Da Strukturelastizitäten zu instabilen inversen Modellen führen, werden mit Hilfe einer neu entwickelten Invertierungsmethode approximative inverse Modelle von strukturelastischen Robotern erstellt die stabil sind. Deren Einsatz führt zu einer deutlichen Verbesserung des Fahrverhaltens im realen Experiment, wobei weiterhin als Sensoren nur die Motorwinkel verwendet werden. Bahnoptimierungen basierend auf den erstellten inversen Modellen führen zu optimalen Sollbahnen unter Berücksichtigung der Strukturelastizitäten und der Begrenzungen in den Antrieben.