Bahnregelung eines seilgeführten Handhabungssystems mit kinematisch unbestimmter Lastführung:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2006
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Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 8, Meß-, Steuerungs- und Regelungstechnik ; 1100 |
Schlagworte: | |
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Beschreibung: | VI, 146 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
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adam_text | Inhalt
1 Einführung 1
1.1 Literaturüberblick 2
1.1.1 Klassifizierung seilgeführter Handhabungssysteme 2
1.1.2 Steuerung und Regelung seilgeführter Handhabungssysteme 6
1.1.3 Messung von Lage und Geschwindigkeit des Endeffektors . 10
1.2 Zielsetzung und Inhalt der Arbeit 11
2 Seügcführtes Handhabungssystem Cablev 13
2.1 Gesamtkonzept 13
2.2 Konzept zur Bahnsteuerung 15
2.3 Konzepte zur Bahnregelung 16
2.3.1 Nichtlineare Zustandsregelung durch exakte Linearisierung 17
2.3.2 Lineare Zustandsrückführung 19
3 Modellbildung von CABLEV 21
3.1 Implizites dynamisches Modell 22
3.1.1 Koordinaten 22
3.1.2 Implizite Bindungsgleichungen 24
3.1.3 Dynamische Gleichungen 26
3.2 Explizites dynamisches Modell 28
3.2.1 Koordinaten 29
3.2.2 Explizite Bindungsgleichungen 31
3.2.3 Dynamische Gleichungen 33
4 Flachheit von Cablev und flachheitsbasierte Bahnsteuerung 35
4.1 Flachheit des Systems 36
4.1.1 Verallgemeinerte inverse Kinematik 36
4.1.2 Inverse Dynamik 40
4.2 Feedforward-Bahnsteuerung - Entwurftmodell mit Krafteingang 41
4.3 Feedforward-Bahnsteuerung - Entwurfsmodell mit Geschwindigkeitseingang . 43
4.3.1 Koordinaten 43
4.3.2 Wirkung untersetzender Getriebe 44
4.3.3 Struktur der Feedforward-Bahnsteuerung 45
4.4 Kinematisches Messmodel] 48
4.4.1 Nichtlineares Messmodell 49
4.4.2 Linearisiertes Messmodell 50
4.5 Ergebnisse aus Simulation und Experiment 51
5 Flachheitsbasierte Bahnregehwg 59
5.1 Exakte Zustandslinearisierung - Entwurfsmodell mit Krafteingang 60
5.1.1 Reglerentwurfs-Modell 61
5.1.2 Regelungsentwurf 62
5.2 Exakte Zustandslinearisierung - Entwurfsmodel] mit Lageeingang 68
5.2.1 Reglerentwurfs-Modell 69
5.2.2 Regelungsentwurf 70
5.3 Flachheitsbasierte Vorsteuerung mit linearer Zustandsrückfiihnmg
- Entwurfsmodell mit Geschwindigkeitseingang 74
5.3.1 Linearisiertes Reglerentwurfs-Modell 75
5.3.2 Regelungsentwurf 81
5.3.3 Struktur der Bahnregelung 84
5.4 Ergebnisse aus Simulation und Experiment 86
6 Realisierung der Bahnregelung 99
6.1 Beschreibung des Prototypsystems Cablev 100
6.1.1 Mechanisches Teilsystem 100
6.1.2 Steuerungstechnisches Teilsystem 102
6.2 Bahnregelung am Prototypsystem Cablev 105
6.3 Simulationsmodelle für die Bahnregelung 107
7 Bahnplanung 111
7.1 Translatorische Bahnkurven 112
7.2 Drehbewegungen 117
7.3 Bewegungsprofil entlang der Bahnen 119
7.4 Optimierung der Verfahrzeit 124
7.5 Beispieltrajektorie 125
8 Zusammenfassung 127
A Anhang 129
A.l Parameter und Nenndaten des Prototypsystems 130
A.2 Wirkung untersetzender Getriebe 132
A.3 Ergänzung zur Bahnplanung 134
A.4 Anmerkung zur Schreibweise 136
A.5 Verwendete Symbole 137
Literatur 141
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Inhalt
1 Einführung 1
1.1 Literaturüberblick 2
1.1.1 Klassifizierung seilgeführter Handhabungssysteme 2
1.1.2 Steuerung und Regelung seilgeführter Handhabungssysteme 6
1.1.3 Messung von Lage und Geschwindigkeit des Endeffektors . 10
1.2 Zielsetzung und Inhalt der Arbeit 11
2 Seügcführtes Handhabungssystem Cablev 13
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2.2 Konzept zur Bahnsteuerung 15
2.3 Konzepte zur Bahnregelung 16
2.3.1 Nichtlineare Zustandsregelung durch exakte Linearisierung 17
2.3.2 Lineare Zustandsrückführung 19
3 Modellbildung von CABLEV 21
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4 Flachheit von Cablev und flachheitsbasierte Bahnsteuerung 35
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4.1.1 Verallgemeinerte inverse Kinematik 36
4.1.2 Inverse Dynamik 40
4.2 Feedforward-Bahnsteuerung - Entwurftmodell mit Krafteingang 41
4.3 Feedforward-Bahnsteuerung - Entwurfsmodell mit Geschwindigkeitseingang . 43
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4.5 Ergebnisse aus Simulation und Experiment 51
5 Flachheitsbasierte Bahnregehwg 59
5.1 Exakte Zustandslinearisierung - Entwurfsmodell mit Krafteingang 60
5.1.1 Reglerentwurfs-Modell 61
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5.2 Exakte Zustandslinearisierung - Entwurfsmodel] mit Lageeingang 68
5.2.1 Reglerentwurfs-Modell 69
5.2.2 Regelungsentwurf 70
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5.3.1 Linearisiertes Reglerentwurfs-Modell 75
5.3.2 Regelungsentwurf 81
5.3.3 Struktur der Bahnregelung 84
5.4 Ergebnisse aus Simulation und Experiment 86
6 Realisierung der Bahnregelung 99
6.1 Beschreibung des Prototypsystems Cablev 100
6.1.1 Mechanisches Teilsystem 100
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6.2 Bahnregelung am Prototypsystem Cablev 105
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7 Bahnplanung 111
7.1 Translatorische Bahnkurven 112
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7.4 Optimierung der Verfahrzeit 124
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8 Zusammenfassung 127
A Anhang 129
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A.2 Wirkung untersetzender Getriebe 132
A.3 Ergänzung zur Bahnplanung 134
A.4 Anmerkung zur Schreibweise 136
A.5 Verwendete Symbole 137
Literatur 141 |
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