Intelligente Steuerungsansätze für mehrfingrige Robotergreifer:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| adam_text | Titel: Intelligente Steuerungsansätze für mehrfingrige Robotergreifer
Autor: Dörsam, Thomas Hermann
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Thomas Hermann Dörsam, Karlsruhe Intelligente Steuerungsansätze für mehrfingrige Robotergreifer Reihe 8 : Meß-, Steuerungsund Regelungstechnik Nr.
INHALTSVERZEICHNIS V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung........... 2 1.2 Zielsetzung der Arbeit........................... 3 1.3 Gliederung und Kapitelübersicht...................... 4 2 Stand der Forschung 6 2.1 Begriffe und Definitionen.................... 6 2.2 Mehrfingrige Greifersysteme........................ 2 2.3 Steuerungssysteme mit intelligenten Ansätzen............... 9 2.4 Ansätze zur Bewegungsausfiihrung........... . ....... . 13 2.5 Simulationswerkzeuge für Mehrfingergreifer....... 14 2.6 Zusammenfassung und Bewertung..................... 15 3 Konzept eines intelligenten Steuerungssystems 12 3.1 Einordnung des Ansatzes ......................... 18 3.2 Struktur des Steuerungssystems...... 20 3.2.1 Sensor-Servoebene ................ 22 3.2.2 Kraft-Positionsregelung...................... 25 3.2.3 Haltekraftanpassung........................ 22 3.2.4 Fingerkoordination ........................ 29 3.2.5 Pfadplaner...........................• 31 3.2.6 Sequenzplaner........................... 32 3.3 Zusammenfassung..................... 35
VI INHALTSVERZEICHNIS 4 Modellierung und Simulation 36 4.1 Das Aktuatormodell................. 37 4.2 Modellierung des Finger-Objekt-Kontaktes................ 39 4.2.1 Lineare Modelle.......................... 41 4.2.2 Nichtlineare Modelle ....................... 43 4.3 Visualisierung............................... 44 4.4 Zusammenfassung............................. 45 5 Kraft-Positionsregelung 46 5.1 Konventionelle Regelungsansätze..................... 46 5.2 Fuzzy-Regelungen............................. 50 5.3 Adaptive Fuzzy-Regler........................... 52 5.3.1 Erzeugung und Optimierung eines Fuzzy-Reglers......... 53 5.3.2 Ein neues Verfahren zur Optimierung eines Fuzzy-Reglers .... 55 5.4 Kraft-Positionsregelungen und ihre Integration.............. 61 5.5 Zusammenfassung............................. 66 6 Haltekraftanpassung 67 6.1 Stabiles Greifen.............................. 70 6.2 Konventionelle Ansätze zur Haltekraftanpassung............. 72 6.3 Heuristische Ansätze zur Haltekraftanpassung............... 73 6.4 Zusammenfassung............................. 77 7 Höhere Ebenen des Steuerungssystems 78 7.1 Fingerkoordination............................. 78 7.2 Pfad- und Sequenzplaner.......................... 83 7.3 Zusammenfassung............................. 83 8 Implementierung des Steuerungssystems 85 8.1 Die Karlsruher Hand............................ 85 8.2 Modellierung................................ 87 8.3 Sensor-Servoebene............................. 91 8.4 Regelung von Position und Kraft ..................... 93
INHALTSVERZEICHNIS VII 8.4.1 Konventioneller Reglerentwurf.................. 93 8.4.2 Fuzzy-Regelung.......................... 95 8.4.3 Hybride Regler .......................... 96 8.4.4 Adaptive Fuzzy-Regler ...................... 97 8.4.5 Die Kraft-Positionsregelung . . . . ... .............. 101 8.5 Die Haltekraftadaption...........................104 8.6 Das Montagebeispiel............................110 8.7 Zusammenfassung.............................112 9 Zusammenfassung und Ausblick 113 9.1 Ergebnisse dieser Arbeit..........................113 9.2 Ausblick..................................114 A Informationsfluß 116 B Die Pseudoinverse 124 C TVansformationsschema 126 Literaturverzeichnis 128
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