Dynamische Präzisionsregelung einer Messmaschine mit redundanten Zusatzachsen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker
2021
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Berichte aus dem Institut für Systemdynamik Universität Stuttgart
58 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | IX, 174 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 279 g |
| ISBN: | 9783844080278 3844080279 |
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|---|---|
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
.
1
1.2
LITERATUR
UND
EINORDNUNG
.
4
1.2.1
SCHNELLE
UND
PRAEZISE
FOLGEREGLUNG
.
4
1.2.2
DYNAMISCHE
ABWEICHUNGEN
DER
TCP-POSITION
.
10
1.2.3
REDUNDANTE
ZUSATZACHSEN
.
11
1.2.4
EINORDNUNG
ZU
VORANGEGANGEN
ARBEITEN
.
12
1.3
ZIELE
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
13
2
PRAEZISIONSMESSMASCHINE
MIT
REDUNDANTEN
ZUSATZACHSEN
17
2.1
AUFBAU
MESSMASCHINE
UND
STEUERUNGSSYSTEM
.
18
2.2
AKTORIK
.
20
2.2.1
HAUPTANTRIEBSACHSE
.
20
2.2.2
REDUNDANTE
ANTRIEBSACHSEN
.
21
2.3
SENSORIK
.
22
2.3.1
ANTRIEBSACHSEN
.
22
2.3.2
TCP-POSITIONSMESSUNG
MITTELS
3D-KAMERASYSTEM
.
25
2.3.3
WEITERE
VERWENDETE
SENSORIK
.
28
2.4
MODELLIERUNG
.
29
2.4.1
HAUPTANTRIEBSACHSE
.
29
2.4.2
REIBUNGSMODELLIERUNG
.
30
2.4.3
REDUNDANTE
ANTRIEBSACHSEN
.
39
2.4.4
DYNAMISCHE
POSITIONIERUNGSFEHLER
.
39
2.4.5
UEBERGEORDNETES
GESAMTMODELL
.
43
2.5
PARAMETERIDENTIFIKATION
UND
VALIDIERUNG
.
44
2.5.1
PARAMETERIDENTIFIKATION
DER
TEILSYSTEME
.
44
2.5.2
MODELLVALIDIERUNG
.
55
2.6
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
58
3
REGELUNG
DER
HAUPTACHSE
59
3.1
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
.
61
3.2
FLACHHEITSBASIERTE
VORSTEUERUNG
.
63
3.2.1
FLACHHEITSBASIERTER
VORSTEUERUNGSENTWURF
.
63
3.2.2
DISKRETISIERUNGSEFFEKTE
.
66
3.3
RUECKFUEHRUNG
.
67
3.3.1
PD-REGLER
ALS
KASKADENSTRUKTUR
.
67
3.3.2
AUTOMATISIERTE
MODELLBASIERTE
ROBUSTE
REGLERAUSLEGUNG
.
69
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
STOERGROESSENSCHAETZUNG
UND-AUFSCHALTUNG
.
71
3.4.1
STOERGROESSENBEOBACHTER
IM
FREQUENZBEREICH
.
71
3.4.2
ERWEITERTER
ZUSTANDSBEOBACHTER
.
74
3.5
REPETITIV
LERNENDES
ZUSATZREGELMODUL
.
77
3.5.1
KONVENTIONELLER
REPETITIVER
REGLER
.
77
3.5.2
MODIFIZIERTER
REPETITIVER
REGLER
.
80
3.6
ERGEBNISSE
.
83
3.6.1
SIMULATION
.
83
3.6.2
MESSUNG
.
89
3.7
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
94
4
SCHAETZUNG
DER
TCP-POSITION
95
4.1
KLASSISCHE
KONZEPTE
.
96
4.1.1
MULTIRATEN-KALMAN-FILTER
MIT
TOTZEITKOMPENSATION
.
96
4.1.2
ERWEITERUNG
UM
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
102
4.2
DATENERWEITERTES
KONZEPT
.
103
4.2.1
REGRESSION
MIT
GAUSSPROZESSEN
.
103
4.2.2
SZENARIOBASIERTE
LOKALE
GAUSSPROZESSE
.
107
4.2.3
EINBINDUNG
IN
DAS
KALMAN
FILTER
.
109
4.3
ERGEBNISSE
.
112
4.3.1
SIMULATIONSERGEBNISSE
.
112
4.3.2
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
.
115
4.4
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
118
5
REGELUNG
DER
TCP-POSITION
MIT
REDUNDANTEN
ZUSATZACHSEN
119
5.1
UEBERSICHT
DSA-REGELKONZEPTE
.
120
5.1.1
EINGROESSENENTWURF
.
120
5.1.2
MEHRGROESSENENTWURF
.
123
5.2
MODIFIZIERTE
ENTKOPPLUNGSSTRUKTUR
ALS
FEHLERAUFSCHALTUNG
.
125
5.3
OPTIMIERUNGSBASIERTE
TRAJEKTORIENZUTEILUNG
.
127
5.3.1
OPTIMALSTEUERUNGSPROBLEM
ZUR
TRAJEKTORIENZUTEILUNG
.
127
5.3.2
OFFLINE
LOESUNG
FUER
DEN
GESAMTEN
HORIZONT
ALS
VORSTEUERUNG
.
129
5.3.3
ONLINE
LOESUNG
MIT
KURZEM
HORIZONT
ALS
RUECKFUEHRUNG
.
132
5.4
SIMULATIONS
UND
MESSERGEBNISSE
.
134
5.4.1
SIMULATIONSERGEBNISSE
.
134
5.4.2
EXPERIMENTELLE
VALIDIERUNG
MITTELS
MESSERGEBNISSEN
.
137
5.5
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
140
6
ZUSAMMENFASSUNG
141
A
ANHANG
145
A.L
GRUNDLAGEN
ZUR
PARAMETERIDENTIFIKATION
.
145
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
150
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
152
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
157
TABELLENVERZEICHNIS
161
LITERATURVERZEICHNIS
163
IX |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
.
1
1.2
LITERATUR
UND
EINORDNUNG
.
4
1.2.1
SCHNELLE
UND
PRAEZISE
FOLGEREGLUNG
.
4
1.2.2
DYNAMISCHE
ABWEICHUNGEN
DER
TCP-POSITION
.
10
1.2.3
REDUNDANTE
ZUSATZACHSEN
.
11
1.2.4
EINORDNUNG
ZU
VORANGEGANGEN
ARBEITEN
.
12
1.3
ZIELE
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
13
2
PRAEZISIONSMESSMASCHINE
MIT
REDUNDANTEN
ZUSATZACHSEN
17
2.1
AUFBAU
MESSMASCHINE
UND
STEUERUNGSSYSTEM
.
18
2.2
AKTORIK
.
20
2.2.1
HAUPTANTRIEBSACHSE
.
20
2.2.2
REDUNDANTE
ANTRIEBSACHSEN
.
21
2.3
SENSORIK
.
22
2.3.1
ANTRIEBSACHSEN
.
22
2.3.2
TCP-POSITIONSMESSUNG
MITTELS
3D-KAMERASYSTEM
.
25
2.3.3
WEITERE
VERWENDETE
SENSORIK
.
28
2.4
MODELLIERUNG
.
29
2.4.1
HAUPTANTRIEBSACHSE
.
29
2.4.2
REIBUNGSMODELLIERUNG
.
30
2.4.3
REDUNDANTE
ANTRIEBSACHSEN
.
39
2.4.4
DYNAMISCHE
POSITIONIERUNGSFEHLER
.
39
2.4.5
UEBERGEORDNETES
GESAMTMODELL
.
43
2.5
PARAMETERIDENTIFIKATION
UND
VALIDIERUNG
.
44
2.5.1
PARAMETERIDENTIFIKATION
DER
TEILSYSTEME
.
44
2.5.2
MODELLVALIDIERUNG
.
55
2.6
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
58
3
REGELUNG
DER
HAUPTACHSE
59
3.1
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
.
61
3.2
FLACHHEITSBASIERTE
VORSTEUERUNG
.
63
3.2.1
FLACHHEITSBASIERTER
VORSTEUERUNGSENTWURF
.
63
3.2.2
DISKRETISIERUNGSEFFEKTE
.
66
3.3
RUECKFUEHRUNG
.
67
3.3.1
PD-REGLER
ALS
KASKADENSTRUKTUR
.
67
3.3.2
AUTOMATISIERTE
MODELLBASIERTE
ROBUSTE
REGLERAUSLEGUNG
.
69
INHALTSVERZEICHNIS
3.4
STOERGROESSENSCHAETZUNG
UND-AUFSCHALTUNG
.
71
3.4.1
STOERGROESSENBEOBACHTER
IM
FREQUENZBEREICH
.
71
3.4.2
ERWEITERTER
ZUSTANDSBEOBACHTER
.
74
3.5
REPETITIV
LERNENDES
ZUSATZREGELMODUL
.
77
3.5.1
KONVENTIONELLER
REPETITIVER
REGLER
.
77
3.5.2
MODIFIZIERTER
REPETITIVER
REGLER
.
80
3.6
ERGEBNISSE
.
83
3.6.1
SIMULATION
.
83
3.6.2
MESSUNG
.
89
3.7
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
94
4
SCHAETZUNG
DER
TCP-POSITION
95
4.1
KLASSISCHE
KONZEPTE
.
96
4.1.1
MULTIRATEN-KALMAN-FILTER
MIT
TOTZEITKOMPENSATION
.
96
4.1.2
ERWEITERUNG
UM
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
.
102
4.2
DATENERWEITERTES
KONZEPT
.
103
4.2.1
REGRESSION
MIT
GAUSSPROZESSEN
.
103
4.2.2
SZENARIOBASIERTE
LOKALE
GAUSSPROZESSE
.
107
4.2.3
EINBINDUNG
IN
DAS
KALMAN
FILTER
.
109
4.3
ERGEBNISSE
.
112
4.3.1
SIMULATIONSERGEBNISSE
.
112
4.3.2
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
.
115
4.4
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
118
5
REGELUNG
DER
TCP-POSITION
MIT
REDUNDANTEN
ZUSATZACHSEN
119
5.1
UEBERSICHT
DSA-REGELKONZEPTE
.
120
5.1.1
EINGROESSENENTWURF
.
120
5.1.2
MEHRGROESSENENTWURF
.
123
5.2
MODIFIZIERTE
ENTKOPPLUNGSSTRUKTUR
ALS
FEHLERAUFSCHALTUNG
.
125
5.3
OPTIMIERUNGSBASIERTE
TRAJEKTORIENZUTEILUNG
.
127
5.3.1
OPTIMALSTEUERUNGSPROBLEM
ZUR
TRAJEKTORIENZUTEILUNG
.
127
5.3.2
OFFLINE
LOESUNG
FUER
DEN
GESAMTEN
HORIZONT
ALS
VORSTEUERUNG
.
129
5.3.3
ONLINE
LOESUNG
MIT
KURZEM
HORIZONT
ALS
RUECKFUEHRUNG
.
132
5.4
SIMULATIONS
UND
MESSERGEBNISSE
.
134
5.4.1
SIMULATIONSERGEBNISSE
.
134
5.4.2
EXPERIMENTELLE
VALIDIERUNG
MITTELS
MESSERGEBNISSEN
.
137
5.5
KURZZUSAMMENFASSUNG
.
140
6
ZUSAMMENFASSUNG
141
A
ANHANG
145
A.L
GRUNDLAGEN
ZUR
PARAMETERIDENTIFIKATION
.
145
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
150
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
152
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
157
TABELLENVERZEICHNIS
161
LITERATURVERZEICHNIS
163
IX |
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