Aufbau und Kalibrierung einer redundant angetriebenen Parallelkinematik

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1 Modellierung Aufbau und Kalibrierung einer redundant angetriebenen Parallelkinematik Ziel: Entwicklung eines Prototypen einer PKM mit redundanten Antrieben Bewegungsgleichungen in Minimalkoordinaten (Gelenkraum, Arbeitsraum) Bewegungsgleichungen in redundanten Antriebskoordinaten Bewegungsgleichungen in redundanten Gelenkkoordinaten Elastische Komponenten Kalibrierung Implementierung eines Standartverfahrens Nutzung der inhärenten Sensorredundanz Steuerung/Regelung Dezentrale Regelung Modellbasierte Regelung, Lösung der redundanten inversen Dynamik Kombinierte Kraft-/Momentenregelung Dynamische Identifikation 1

2 Robuster autonomer Segway Ziel: Neukonzeption robuster Segway (äußere Störungen, Limbo, ) Konzeption des mechatronischen Gesamtsystems Modellierung und Simulation der Dynamik Lösung der inversen Dynamik für definierte Bewegungen (Fahrten, Aufrichten aus Schräglage, Aufprall) Entwurf der Steuerung Modellbasierte Steuerung/Regelung Adaptive Regelung (Erkennen von externen Lasten) Sensorik, Umgebungswahrnehmung Inertialsensor/Gyroskop (IMU) 3D Kamera, Kartenerstellung Optimale Anordnung der Sensoren Implementierung als Prototyp 2

3 Autonomes kreiselstabilisiertes Fahrrad Ziel: Neukonzeption und Regelung eines kreiselstabilisierten Fahrrads Adaption der Hardware Leistungselektronik Anordnung der Kreisel Messung der Radwinkel für Geschw. Regelung Optischer Aufputz Modellbildung Fahrrad Bahnregelung Kinematisches Modell Dynamisches Modell 3

4 Nichtlineare Regelung des MeMa Cube Ziel: Parameteroptimierung sowie Performancevergleich nichtlinearer Regelungskonzepte Hardwareadaption Leistungselektronik, µcontroller, IMU, AKKU (im Moment dspace, selbstgebaute Elektronik) Normierung und Auslegungs- optimierung Entwurf nichtlinearer Regler Regler für Satelliten geeignet Cubli Regler 4

5 Autonome Navigation und Mobile Manipulation Autonome Navigation Erstellung einer Karte (Karto, Hector SLAM) Inbetriebnahme navigation stack Objekterkennung: Inbetriebnahme pan/tilt Einheit Schunk + Microsoft Kinect Implementierung eines Suchalgorithmus Visual Servoing: Inbetriebnahme Playstation Eye Konzeptstudie Greifen und positionieren des zylinderförmigen Objekts mittels Visual Servoing Strategie 5

6 Dynamische Regelung und lokale Bahnplanung eines mobilen Roboters Aufgaben: Dynamische Modellierung und Identifikation Modellierung des Chassis Bestmögliche Anregung mittels optimierter B-Spline Bahnen Identifikation und Validierung der Basisparameter Regelungskonzept Implementierung einer Momentenvorsteuerung mit PI- Regelung auf Geschwindigkeitsebene Lokale Bahnplanung Implementierung eines lokalen Bahnplaners: Bestmögliches folgen eines globalen Planes mit Berücksichtigung der Bindungen, Kollisionen Verwendung einer rollout Strategie 6

7 Elastischer Laborroboter - Ella Dynamische Modellierung Hardwareadaption Aufbau von Handachsen + Greifer Industrielle Beschleunigungssensoren Bahnoptimierung für elastische Systeme Störungsregelung bei Unwuchterregung Schwingungsdämpfung über Kameras 7

8 Schnelle iterativ lernende Kraftregelung mit einem Linearroboter Ziel: Es soll eine iterativ lernende Kraftregelung am Linearroboter umgesetzt werden, welche sehr schnell einer Kontur mit unbekannter Kontaktsteifigkeit folgt. Modellierung und Simulation Roboter Umgebung Regelstrategie Simulation verschiedener Regelstrategien Umsetzung erfolgversprechender Strategien am Industrieroboter 8