Nachwuchsforschergruppe "Weiterentwicklung zukunftsorientierter Technologien am Beispiel eines Leichtbauroboters"






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Aufbau eines Demonstrators

zur Steuerung und Regelung einer nachgiebigen 3-Achs-Kinematik unter Verwendung von:

  • Standardantriebskomponenten (permanenterregte Synchronmotoren)
  • industrieller Steuerungstechnik der Klasse Motion Control (MC)
  • modular nachgiebiger und starrer Roboterarme.

                    

         Abbildung 1: Versuchsaufbau

Simulative Untersuchungen zur Kompensation von Verformungen und Elastizitäten
  • Simulation einer nachgiebigen Kinematik mittels Methode der konzentrierten Parameter: schwingungsfähige Strecke mit schwacher Dämpfung
  • Modellierung der kaskadierten Antriebsregelkreise
  • Erweiterung des Lagereglers zur Struktur eines PID-Reglers mit Vorfilter (set point weighting)
  • Ergebnis: stabiler Positioniervorgang durch Dämpfung der Strukturschwingungen

         

Abbildung 2: Modellierung einer nachgiebigen Kinematik in MATLAB® Simulink®
   Abbildung 3: Übertragungsverhalten mit erweitertem Lageregler

 

Verarbeitung zusätzlicher Sensordaten – erweitertes Sensordatenmodell
 
  • Integration zusätzlicher Sensordaten zur Beschreibung von unbekannten Systemzuständen
  • Ermittlung Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Endeffektors über DMS, Beschleunigungssensoren oder Gyroskope
  • Prinzip des erweiterten Sensordatenmodells:
 
 
Abbildung 4: Erweitertes Sensordatenmodell   Abbildung 5: Rekonstruierte Sprungantwort

  • Realisierung der Sensordatenverarbeitung mittels Beobachter im Zustandsraum (Kalman-Filter)
  • Rekonstruktion der mit Rauschen überlagerten Sprungantwort des Leichtbauarmes

Ansprechpartner:


Dipl.-Ing. (FH) Juliane Hädrich
 
Telefon:  +49 (0)371 531-38513
E-Mail:   juliane.haedrich@mb.tu-chemnitz.de
Raum:    2/A227
 
Dipl.-Ing. Michael Walther
 
Telefon:  +49 (0)371 531-37711
E-Mail:   michael.walther@mb.tu-chemnitz.de
Raum:    2/A228
Professur Werkzeugmaschinen und Umformtechnik
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E. h. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. Reimund Neugebauer