Modellierung und Regelung von Industrierobotern mit Gelenkelastizitäten:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
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| adam_text | Titel: Modellierung und Regelung von Industrierobotern mit Gelenkelastizitäten
Autor: Adongo Ochier, Joseph
Jahr: 1995
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1 Modellierung 4 2 Mathematische Grundlagen 5 2.1 Roboterkinematik................................ 6 2.1.1 Bezeichnungen ............................. 8 2.1.2 Position und Orientierung....................... 10 2.1.3 Geschwindigkeiten........................... 14 2.1.4 Beispiel anhand eines zweigliedrigen Systems............. 15 2.2 Roboterdynamik ................................ 16 2.2.1 Potentielle Energie infolge der Gelenkelastizität........... 17 2.2.2 Potentielle Energie infolge der Gewichtskraft............. 18 2.2.3 Kinetische Energie........................... 18 3 Algorithmus zur Erzeugung der Bewegungsgleichungen 23 3.1 Literaturübersicht................................ 24 3.1.1 Numerisch-Symbolische Algorithmen................. 25 3.2 Rekursive kinematische Gleichungen .......... 27 3.3 Rekursive dynamische Gleichungen...................... 34 3.3.1 Algorithmus für die Roboterdynamik................. 36 3.3.2 Vorwärtsiteration in Gelenkkoordinaten................ 40 3.3.3 Rückwärtsiteration in Gelenkkoordinaten...............40 3.3.4 Bemerkungen zum Formalismus.................... 42 4 Dynamik der Antriebe 44 4.1 Modell der elektrischen Antriebe........................ 44 4.2 Modellierung der Coulomb-Reibung und Lose ................ 47 4.2.1 Modell der Haftreibung......................... 48 4.2.2 Wirkungen der Lose .......................... 50 4.2.3 Modell der Gleitreibung........................ 51 4.3 Kompensation der Coulomb-Reibung und Lose................ 53 V
II Regelung 60 5 Exakte Linearisierung und Regelung 61 5.1 Problemstellung und Standardprozedur.................... 62 5.1.1 Systeme mit Nulldynamik....................... 69 5.2 Exakte Linearisierung der Industrieroboter.................. 71 5.2.1 Reglerentwurf mit vollständigem Robotermodell........... 72 5.2.2 Reglerentwurf mit vereinfachtem Robotermodell.......... . 75 5.2.3 Kaskadenkompensation und -regelung . ?................ 77 5.2.4 Lineare Folgeregelung.......................... 80 5.2.5 Zustandsschätzung........................... 83 6 Programmpaket zu Robotersimulation und -regelung 89 6.1 Modellierungsmodule..............................89 6.2 Regelungs- und Simulationsmodule...................... 91 7 Simulations- und Animationsaufgaben 96 7.1 Beschreibung des Robotersystems Puma 560 ................. 96 7.2 Simulationsaufgabe...............................100 7.2.1 Inverse Kinematik............................102 7.2.2 Bahnplanung..............................104 7.3 Simulationsergebnisse..............................106 7.4 Animation....................................108 7.4.1 Interaktive on-line-Animation.....................109 8 Zusammenfassung und Ausblick 111 A Inverse Kinematik 113 B Simulationsergebnisse 116 B.l Exakte Linearisierung eines Starrköperroboters................116 B.2 Exakte Linearisierung eines Roboters mit Gelenkelastizitäten........120 Literaturverzeichnis 122 VI
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