AUTONOMES KREISELSTABILISIERTES FAHRRAD

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1 AUTONOMES KREISELSTABILISIERTES FAHRRAD Ziel: Positionsregelung eines stabilisierten Fahrrades Modellbildung Gesamtfahrrad Analyse Eigenstabilität (Gyroeffekt, Nachlaufeffekt) Hardwareadaption Lenkmotor Parameteridentifikation Stabilisierungsregelung IDA-PBC Reglerentwurf LQR Reglerentwurf (Antriebsdynamik) Bahnregelung Beobachter für Neigungswinkel Kinematisches Modell Dynamisches Modell

2 ELASTISCHER ROBOTER Ziel: Vergleich verschiedener Schwingungsdämpfungsmethoden für elastische Roboter ElRob/Ella Dynamische Modellierung Ritz Modell weitgehend vorhanden Lumped Element Modell herleiten Parameteridentifikation Modellreduktion Ritz Modell Regelung Schwingungsdämpfung über nichtlokale Krümmungsrückführung; Berechnung der Sollkrümmungen über Schnittmomente Schwingungsdämpfung über Beschleunigungsrückführung Schwingungsdämpfung analog Jörn Malzahn Vergleich der Verfahren

3 BALLFANGEN MIT ROBOTER Ziel: Fangen eines vom Bediener geworfenen Balles Bestimmung Ballposition über eine Kamera Kalman Filter, Berechnen von synchronen Bahnen Abfangtrajektorien Dynamische und kinematische Modelle vorhanden Implementierung für Comau Zelle

4 JKU CUBE Ziel: Optimieren des Aufschwingverhaltens des JKU Cubes Dynamische und kinematische Modelle vorhanden Nichtlineare Regelung (Reglerimplementierung über X2C Codegenerierung möglich) ev. IDA-PBC Parameteridentifikation Testen verschiedener Aufschwingstrategien NL Optimierungsproblem mit Nebenbedingungen MUSOCOD II ; Cascadi/IpOpt;..

5 BEWEGUNGSVORGABE UND STABILISIERUNG EINES TRANSPORTSYSTEMS MIT ZWEI ANHÄNGERN Ziel: Online Bahnplanung für ein Transportsystem Realisierung eines kompakten Anhängersystems Konstruktive Überlegungen, Sensorauswahl (Winkelencoder) und Anbindung an den mobilen Roboter Stabilisierung Modellierung und Regelung des Systems Bahnplanung Szenario: Einparken mit Hindernissen Vergleich unterschiedlicher Ansätze: Splines um den flachen Ausgang vorzugeben, Sinusoide als Stellgrößen, Vorplanung mittels holonomen System, numerische (sampling based) Bahnplanung Entwicklung eines iterativen Schemas für komplexere Manöver ROS Verwendung vorhandener Sensoren ( Laserscanner ) zur automatisierten Hinderniserfassung

6 STEIFIGKEITSIDENTIFIKATION EINES INDUSTRIEROBOTERS Ziel: Identifikation der Getriebesteifigkeiten eines Industrieroboters mittels zusätzlichem Kraft-/Momentensensor - Einzelachsidentifikation Idee: Methode 1: Endeffektor positionieren/fixieren und auf Sollkraft 0 regeln (Kraftregelung) Aufbringen von Kräften in verschiedene Richtungen (Verspannen des Roboters) Methode 2: Einzelachsidentifikation Frequenzbereich/Regleroptimierung Aufgaben: Methode 1: Kinematik/Dynamik des Roboters aufstellen (Vorwärts- und Inverskinematik, Bewegungsgleichung) Kraft/Positionsregelstrategie wählen Optimale Richtungen zur Anregung der Getriebeelastizitäten bestimmen Messwerte aufnehmen /Identifikation durchführen Methode 2: Identifikation der Parameter aus Frequenzbereichsmessungen für Einzelgelenke. Optimierung der Reglerparameter zur Vermeidung von Störeinflüssen anderer Gelenke (Bode Diagramm, Pol/Nullstellen) Auswertung des Phasenganges

7 IDENTIFIKATION UND REGELUNG FÜR MRK-ANWENDUNG Ziel: Vergleich von Regelungsstrategien für Mensch-Roboter-Kollaboration (mit / ohne Kraftsensor) am Comau Racer 3 Aufgaben: Modellierung Roboterkinematik (7 DOF) Identifikation der Roboterdynamik Literaturrecherche Reibmodelle Messdatenaufnahme am Roboter Vergleich der Ergebnisse Einarbeitung Impedanz / Admittanzregelung Umsetzung der Konzepte in Simulation Umsetzung der Konzepte am Roboter

8 QUADROCOPTER Ziel: 3D Vermessung eines Segels mit Quadcopter Modellierung/Regelung eines Quadcopters Positionsregelung funktioniert bereits aus erster MA Trajektorienplanung zum Scan von 3D Objekten (Segel eines Bootes) Test der aktuellen Lokalisierungsmethode (Kinect)

9 REDUNANT AKTUIERTE PARALLELKINEMATIK Ziel: Schnelle, hochgenaue Positionierung redundant aktuierter PKMs Parameteridentifikation Methoden zur Geschwindigkeitsbildung / ev. zusätzliche Messung Gezielte Vermeidung von Spiel Adaptierbare Steifigkeit am EE Verwendung elastischer Arme Autokalibrierung durch Ausnutzen von redundanter Sensorik

10 ZWEIBEINER Ziel: Regelung zweibeiniger Gehmaschinen Dynamische Modellierung inkl. Kontaktmodellierung Erneuerung der Kraftmessung im Knöchel Parameteridentifikation Gangregelung unter Verwendung von Kraftsensordaten und Orientierungsdaten Erarbeitung von Demos