Dezentrale aktive Schwingungsdämpfung für antriebsgeregelte Roboter mit Gelenkelastizitäten:
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| Format: | Buch |
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 11]
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| Beschreibung: | Zugl.: Karlsruhe, Univ., Diss., 1995 |
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| adam_text | Titel: Dezentrale aktive Schwingungsdämpfung für antriebsgeregelte Roboter mit Gelenkelastizitäten
Autor: Hirsch, Ulrich
Jahr: 1995
V Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 1.1. Regelung elastischer Roboter 2 1.2. Prinzip der dezentralen aktiven Schwingungsdämpfung 8 1.3. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit 14 2. Modell des elastischen Roboters als Mehrkörpersystem 16 2.1. Modelle für elastische Roboter 16 2.2. Kinematik von Ketten- und Baumstrukturen 19 2.3. Nichtlineare Bewegungsgleichungen 23 2.4. Linearisiertes Entwurfsmodell 27 3. Identifikation der Modellstruktur und Modellparameter 29 3.1. Frequenzgangbildung und Übertragungsfunktionen des Mehrkörpermodells 30 3.2. Strukturidentifikation 32 3.3. Parameteridentifikation 34 3.4. Identifizierbarkeit 38 3.5. Identifikationsablauf 40 4. Auslegung der dezentralen aktiven Schwingungsdämpfiing 41 4.1. Untersuchung des Systems mit dezentralem Schwingungsdämpfer 42 4.1.1. Struktur des Systems mit dezentralem Schwingungsdämpfer 42 4.1.2. Bestimmung der Stabilitätsgrenzen 45 4.1.3. Berechnung der Stabilitätsgrenzen für einen 1-Massenschwinger 49 4.1.4. Transformation in ein äquivalentes passives Ersatzsystem 50 4.1.4.1. Äquivalentes System für einen 1 -Massenschwinger 52 4.1.4.2. Äquivalentes passives System für Mehrkörpersysteme 54 4.1.5. Eigenwertspezifische Dominanz 55 4.1.6. Modales Massenverhältnis 59 4.2. Strukturelle Optimierung der Schwingungsdämpferposition 62 4.2.1. Gütekriterien für die Schwingungsdämpferposition 63 4.3. Optimierung der Schwingungsdämpferparameter 66 4.3.1. Numerische Optimierung der Schwingungsdämpferparameter 67 4.3.2. Optimierung von k D und d‘ D mit Parametersuchverfahren 68 4.3.3. Beurteilung der Optimierungskriterien am Beispiel eines 1 -Massenschwingers 71 4.3.4. Einstellregeln mit dem äquivalenten passiven Ersatzsystem 78 4.3.5. Anwendung bekannter Einstellregeln auf das äquivalente passive Ersatzsystem 78 4.3.6. Einstellregeln durch numerische Optimierung 79 4.3.7. Beurteilung der Einstellregeln am Beispiel eines 1-Massenschwingers 85 4.3.8.
Auslegung der Beschleunigungverstärkung r a 91 4.3.9. Auslegung der Schwingungsdämpfermasse mp 94 4.4. Zusammenfassung der Schwingungsdämpferoptimierung 96
VI Inhaltsverzeichnis 5. Experimentelle Untersuchung der dezentralen Schwingungsdämpfung 98 5.1. Versuchsstand 98 5.2. Aufbau des aktiven Schwingungsdämpfers 99 5.2.1. Mechanik 99 5.2.2. Aktoren 100 5.2.3. Sensoren 101 5.2.4. Hard- und Software 102 5.3. Modellbildung 102 5.3.1. Struktur des Ersatzmodells 102 5.3.2. Identifikation der Systemparameter 105 5.3.2.1. Symbolische Bewegungsgleichungen 106 5.3.2.2. Experimentelle Bestimmung der Frequenzgänge 107 5.3.2.3. Berechnung der Übertragungsfunktionen 109 5.3.2.4. Identifikation der physikalischen Parameter 111 5.4. Entwurf des Schwingungsdämpfers 117 5.4.1. Optimierung der Schwingungsdämpferposition 117 5.4.2. Optimierung der Schwingungsdämpferparameter 120 5.5. Experimentelle Erprobung 125 5.5.1. Schwingungsdämpfer mit einem Freiheitsgrad 126 5.5.2. Schwingungsdämpfer mit zwei Freiheitsgraden 126 6. Simulativer Vergleich zwischen zentraler Achsregelung und dezentraler Schwingungsdämpfung 129 6.1. Geänderte Modellstruktur zur zentralen Regelung 129 6.2. Beschreibung zentraler Regelungskonzepte 130 6.3. Parametereinstellung der zentralen Regelungskonzepte 133 6.4. Durchführung und Ergebnisse des simulativen Vergleiches 135 6.5. Zusammenfassung des simulativen Vergleichs 142 7. Zusammenfassung 144 Anhang A 147 Literatur 149
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