Regelungskonzepte für die Beinregelung des Laufroboters Lauron IVb

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GRIN Verlag, Dec 1, 2008 - Technology & Engineering - 176 pages
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Projektarbeit aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1.0, Hochschule Mannheim, Veranstaltung: AMR, 16 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Forschung auf dem Gebiet der Robotik macht seit Jahren kontinuierlich Fortschritte und Roboter sind bei unserem heutigen Lebens- und Industriestandard nicht mehr wegzudenken. Die Industrieroboter sind momentan die meist verwendeten Roboterformen. Ziel und Bestrebungen der Forschung sind die Integration von autonomen Robotersystemen in das menschliche Umfeld, überall dort, wo der Mensch ersetzt werden sollte. Typische Beispiele für Serviceanwendungen wären beispielsweise Krankenhäuser oder die Logistik. Im Gegensatz zu Industrierobotern mit einem definierten örtlichen Arbeitsraum müssen autonome Robotersysteme sich in ständig ändernden Umgebungsbedingungen zurechtfinden. Diese Anpassung und das Agieren in ständig wechselnden Umgebungen stellen an eine Steuerung und Regelung sowie deren Sensoren hohe Anforderungen. Diese Arbeit befasst sich beispielhaft mit einem sechsbeinigen Laufroboter und betrachtet die Regelung eines Beingelenkes. Zu Beginn erhält der Leser eine kurze Einführung in die Regelungstechnik. Da Industrieroboter äquivalent aus Gelenken bestehen, existiert eine Parallelität zwischen der reinen Gelenkregelung eines Industrieroboters und der eines Beines eines Laufroboters. Hierfür benötigen Grundlagen werden in dieser Arbeit ausführlich erläutert. Die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, in welchem sich ein solches Bein eines Laufroboters zurechtfinden können muss, erfordern eine entsprechend dynamische und variable Regelung. Deshalb werden dazu unterschiedlichste Regelungskonzepte vorgestellt und beispielhaft in Simulink modelliert, simuliert und die Ergebnisse exemplarisch erläutert. Als Regelungskonzepte wird zum einen als Standardregelung die Kaskadenregelung und zum anderen als robuste Regelung der ReDus-Regler erklärt. Adaptive Regelungen bilden ein ausgewähltes Beispiel für intelligente Regelungen. Diese Regelungsart zeichnet sich hauptsächliche durch die selbständige Adaption der Reglerparameter an sich ändernde Streckenverhalten aus. Als Beispiel wird die adaptive Regelung MRAC nach der MIT-Rule und nach Lyapunov modelliert und die Ergebnisse werden im Anschluss analysiert. Um autonome Systeme erfolgreich in einem menschlichen Umfeld einsetzen zu können, bedarf es einer Lernfähigkeit von Systemen. Diese Lernfähigkeit wird zurzeit hauptsächlich in Japan erforscht.
 

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Common terms and phrases

Adaption mit Referenzmodell Adaptive System adaptiven Positionsregelung adaptiven Regelung Änderung der Parameter Änderung der Strecke Änderung der Streckenparameter aperiodisches ausgeregelt Auslegung Auswertung der Simulation Auswertung nach Abbildung control D-Glied Dämpfung dargestellt Denavit-Hartenberg Drehzahlregelkreis Drehzahlregelung ergibt exakte Führungssprungantwort der adaptiven Führungsübertragungsfunktion Gelenkregelung geregelte Adaption Geschwindigkeitsregelkreis Geschwindigkeitsregelung getestet GMechanik Abbildung Gradientenabstiegsverfahren graphisch hinzugefügten PD-Anteil homogenen Koordinaten homogenen Matrizen Industrieroboter inverse Modell Kapitel Kaskade Kaskadenregelung konstant Konzept Lageregelkreis Lageregelung Laufroboter Laufroboter Lauron IVb Lauron mathematische Matrix Mechanik MIAS Modell der adaptiven MRAC muss Parameter der Strecke PD-Anteil PI-Regler Position Prozess PT2-Glied ReDuS Referenzmodell Regelgröße Regelkreis Regelkreisstruktur regelnde Strecke Regelstrecke Regelung bei Änderung Regelung mit PD-Anteil Regelung nach Lyapunov Regelungstechnik Regelverhalten Regler Reglerparameter Roboter Rule schnell Simulation Simulink Sollwert somit Sprungantwort starke Schwingungen stellt Störsprungantwort Störungen Störverhalten Strecke 2-ter Ordnung Streckenänderungen Stromregelkreis Stromregelung Tabelle Transformationsmatrix Überschwingen Übertragungsfunktion unsere Vektor Verhalten verwendet vorgegeben Wirkplan Zeitkonstante Zufällige Änderung

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