Regelung eines Industrieroboters zur haptischen Interaktion mit einem virtuellen Kniegelenk:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German English |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2006
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik ; 1090 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zsfassung in engl. Sprache |
| Beschreibung: | XIV, 131 S. Ill., graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
1.1 Der Münchner Kniesimulator 2
1.2 Aufgabenstellung 4
1.3 Stand der Technik 7
1.4 Zielsetzung 12
1.5 Inhalts und Ergebnisübersiclit 13
2 Grundlegende Eigenschaften von Impedanz und Admittanzarchitektur 15
2.1 Modellierung und Regelung von Systemen zur kinasthetischen Interaktion . . 15
2.1.1 Impedanz und Admittanz 15
2.1.2 Netzwerkgraph des Gesamtsystems 17
2.1.3 Darzustellende Umgebung E 18
2.1.4 Bediener H und Haptisches Display M 19
2.1.5 Regelungsverfaliren 20
2.1.6 Parametrierung des Modells 25
2.2 Systemeigenschaften und Analysemethoden 27
2.2.1 Stabilität und Robustheit 27
2.2.2 Transparenz 30
2.2.3 Dualität und Komplementarität 32
2.3 Analyse von Impedanz und Admittanzarchitektur 38
2.3.1 Stabilität 38
2.3.2 Transparenz 42
2.4 Diskussion 44
3 Strukturvariable Mehrkanal Architektur für Unästhetische Interaktion 46
3.1 Leitgedanke 46
3.1.1 Entwurfeziel 46
V
Inhaltsverzeichnis
3.1.2 Voraussetzungen beim Kniesimulator 47
3.2 Komplementäre Regelungsarchitekturen 48
3.2.1 Mehrkanal Architekturen aus der Teleoperation 48
3.2.2 Eigenschaften der Mehrkanal Architekturen 50
3.2.3 Analyse und Entwurf der komplementären Stabilitätseigenschaften . . 54
3.2.4 Transparenzanalyse 59
3.3 Umschaltung der Architekturen 63
3.3.1 Stabilitätsbeobachter 64
3.3.2 Schaltstrategie 66
3.4 Diskussion 67
4 Regelungsarchitekturen für den Kniesimulator 69
4.1 Modellierung von Kniegelenk, Manipulator und Bediener 69
4.1.1 Kinematisches Modell 69
4.1.2 Dynamisches Modell 73
4.2 Regelungsarchitekturen 76
4.2.1 Admittanzarchitektur mit Gelenkraumregelung 77
4.2.2 Hybride Impedanz /Admittanzregelung 78
4.2.3 Hybride komplementäre Impedanzregelung 82
4.3 Diskussion 83
5 Experimentelle Ergebnisse 84
5.1 Übersicht zum Experimentalsystem 84
5.2 Experimente zur Stabilität 86
5.2.1 Versuchsbeschreibung 86
5.2.2 Ergebnisse und Diskussion 89
5.3 Experimente zur Performanz 90
5.3.1 Versuchsbesclireibung 90
5.3.2 Ergebnisse und Diskussion 90
5.4 Experimente zum Stabilitätsbeobachter und der schaltenden Regelung .... 93
5.4.1 Versuchsbesclireibung 93
5.4.2 Ergebnisse und Diskussion 93
5.5 Diskussion 99
6 Zusammenfassung und Ausblick 101
6.1 Zusammenfassende Bewertung 101
6.2 Ausblick 103
VI
Inhaltsverzeichnis
Anhang 101
A Experimentalsystem Kniesimulator 105
A.l Standardsystem 105
A.2 Erweiterte, PC basicrte Steuerung 109
A.2.1 Hardware und Konfiguration 109
A.2.2 Softwareardütektur 112
A.3 Sicherhcitskonzi pt 113
A.3.1 Mechanische Komponenten 113
A.3.2 Elektrische Maßnalmien 116
A.3.3 Software Maßnahmen 117
B Kniemodell 118
C Modellparameter des Stäubli RX90 Manipulators 119
D Transformationen 120
Literaturverzeichnis 122
VII
|
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Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
1.1 Der Münchner Kniesimulator 2
1.2 Aufgabenstellung 4
1.3 Stand der Technik 7
1.4 Zielsetzung 12
1.5 Inhalts und Ergebnisübersiclit 13
2 Grundlegende Eigenschaften von Impedanz und Admittanzarchitektur 15
2.1 Modellierung und Regelung von Systemen zur kinasthetischen Interaktion . . 15
2.1.1 Impedanz und Admittanz 15
2.1.2 Netzwerkgraph des Gesamtsystems 17
2.1.3 Darzustellende Umgebung E 18
2.1.4 Bediener H und Haptisches Display M 19
2.1.5 Regelungsverfaliren 20
2.1.6 Parametrierung des Modells 25
2.2 Systemeigenschaften und Analysemethoden 27
2.2.1 Stabilität und Robustheit 27
2.2.2 Transparenz 30
2.2.3 Dualität und Komplementarität 32
2.3 Analyse von Impedanz und Admittanzarchitektur 38
2.3.1 Stabilität 38
2.3.2 Transparenz 42
2.4 Diskussion 44
3 Strukturvariable Mehrkanal Architektur für Unästhetische Interaktion 46
3.1 Leitgedanke 46
3.1.1 Entwurfeziel 46
V
Inhaltsverzeichnis
3.1.2 Voraussetzungen beim Kniesimulator 47
3.2 Komplementäre Regelungsarchitekturen 48
3.2.1 Mehrkanal Architekturen aus der Teleoperation 48
3.2.2 Eigenschaften der Mehrkanal Architekturen 50
3.2.3 Analyse und Entwurf der komplementären Stabilitätseigenschaften . . 54
3.2.4 Transparenzanalyse 59
3.3 Umschaltung der Architekturen 63
3.3.1 Stabilitätsbeobachter 64
3.3.2 Schaltstrategie 66
3.4 Diskussion 67
4 Regelungsarchitekturen für den Kniesimulator 69
4.1 Modellierung von Kniegelenk, Manipulator und Bediener 69
4.1.1 Kinematisches Modell 69
4.1.2 Dynamisches Modell 73
4.2 Regelungsarchitekturen 76
4.2.1 Admittanzarchitektur mit Gelenkraumregelung 77
4.2.2 Hybride Impedanz /Admittanzregelung 78
4.2.3 Hybride komplementäre Impedanzregelung 82
4.3 Diskussion 83
5 Experimentelle Ergebnisse 84
5.1 Übersicht zum Experimentalsystem 84
5.2 Experimente zur Stabilität 86
5.2.1 Versuchsbeschreibung 86
5.2.2 Ergebnisse und Diskussion 89
5.3 Experimente zur Performanz 90
5.3.1 Versuchsbesclireibung 90
5.3.2 Ergebnisse und Diskussion 90
5.4 Experimente zum Stabilitätsbeobachter und der schaltenden Regelung . 93
5.4.1 Versuchsbesclireibung 93
5.4.2 Ergebnisse und Diskussion 93
5.5 Diskussion 99
6 Zusammenfassung und Ausblick 101
6.1 Zusammenfassende Bewertung 101
6.2 Ausblick 103
VI
Inhaltsverzeichnis
Anhang 101
A Experimentalsystem Kniesimulator 105
A.l Standardsystem 105
A.2 Erweiterte, PC basicrte Steuerung 109
A.2.1 Hardware und Konfiguration 109
A.2.2 Softwareardütektur 112
A.3 Sicherhcitskonzi'pt 113
A.3.1 Mechanische Komponenten 113
A.3.2 Elektrische Maßnalmien 116
A.3.3 Software Maßnahmen 117
B Kniemodell 118
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D Transformationen 120
Literaturverzeichnis 122
VII |
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| spelling | Hoogen, Jens Verfasser aut Regelung eines Industrieroboters zur haptischen Interaktion mit einem virtuellen Kniegelenk Jens Hoogen Roboterregelung zur haptischen Interaktion Als Ms. gedr. Düsseldorf VDI-Verl. 2006 XIV, 131 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik 1090 Zsfassung in engl. Sprache Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2005 Simulator (DE-588)4280350-0 gnd rswk-swf Industrieroboter (DE-588)4026861-5 gnd rswk-swf Tastwahrnehmung (DE-588)4184494-4 gnd rswk-swf Display (DE-588)4129694-1 gnd rswk-swf Reglerentwurf (DE-588)4177447-4 gnd rswk-swf Kniegelenk (DE-588)4031289-6 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Kniegelenk (DE-588)4031289-6 s Simulator (DE-588)4280350-0 s Industrieroboter (DE-588)4026861-5 s Display (DE-588)4129694-1 s Tastwahrnehmung (DE-588)4184494-4 s Reglerentwurf (DE-588)4177447-4 s DE-604 Fortschritt-Berichte VDI Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik ; 1090 (DE-604)BV000882482 1090 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=014733465&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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