Modellierung, Regelung und Trajektoriengenerierung für ein flexibles Mehrkörpersystem am Beispiel einer Feuerwehrdrehleiter:
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Düren
Shaker Verlag
2022
|
| Series: | Berichte aus dem Institut für Systemdynamik Universität Stuttgart
Band 63 |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | xiii, 220 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm x 14.8 cm, 351 g |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
STAND
DER
WISSENSCHAFT
UND
TECHNIK
........................................................
4
1.1.1
MODELLIERUNG
VON
GROSSRAUMMANIPULATOREN
...............................
4
1.1.2
SCHWINGUNGSDAEMPFUNG
VON
GROSSRAUMMANIPULATOREN
................
6
1.1.3
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
FUER
GROSSRAUMMANIPULATOREN
................
8
1.2
ZIELSTELLUNG
.................................................................................................
11
1.2.1
MODELLIERUNG
..................................................................................
12
1.2.2
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
................................................................
12
1.2.3
REGELUNG
........................................................................................
13
1.3
AUFBAU
DER
ARBEIT
......................................................................................
13
2
AUFBAU
EINER
FEUERWEHRDREHLEITER
17
2.1
GRUNDLEGENDER
AUFBAU
...............................................................................
17
2.2
SENSOREN
........................................................................................................
23
2.3
ANTRIEBE
........................................................................................................
25
2.3.1
LOAD-SENSING
SYSTEM
.......................................................................
26
2.3.2
DREHKRANZ
.........................................................................................
28
2.3.3
AUFRICHT
ZYLINDER
.............................................................................
28
3
FLEXIBLES
MEHRKOERPERSYSTEM
DER
LEITERDYNAMIK
31
3.1
EULER-BERNOULLI
BALKEN
MIT
INNEREM
MOMENTENLAGER
............................
32
3.1.1
PROBLEMBESCHREIBUNG
.......................................................................
32
3.1.2
RANDBEDINGUNGEN
..........................................................................
34
3.1.3
MODALTRANSFORMATION
.......................................................................
35
3.1.4
SELBSTADJUNGIERTES
SYSTEM
.............................................................
36
3.1.5
LOESUNG
DER
EIGENMODEN
................................................................
38
3.1.6
ANALYSE
............................................................................................
42
3.2
TORSIONSSTAB
.................................................................................................
47
3.2.1
PROBLEMBESCHREIBUNG
......................................................................
48
3.2.2
RANDBEDINGUNGEN
..........................................................................
49
3.2.3
MODALTRANSFORMATION
......................................................................
49
3.2.4
LOESUNG
DER
EIGENMODEN
................................................................
50
3.3
KOORDINATENSYSTEME
..................................................................................
52
3.3.1
VERWENDETE
KOORDINATENSYSTEME
.................................................
52
3.3.2
POSITIONSVEKTOREN,
GESCHWINDIGKEITEN
UND
TRANSFORMATIONEN
.
.
54
XI
3.3.3
VERWENDETE
DREHMATRIZEN
............................................................
55
3.4
ELASTISCHE
LEITERELEMENTE
.........................................................................
56
3.4.1
BOMBIERUNG
.....................................................................................
57
3.4.2
REIHENANSATZ
ZUR
DARSTELLUNG
DER
FLEXIBILITAETEN
.......................
59
3.4.3
DARSTELLUNG
DER
ANSATZFUNKTIONEN
.............................................
60
3.4.4
FORM
DER
POSITION
UND
ORIENTIERUNG
..........................................
61
3.5
KINEMATIK
....................................................................................................
61
3.5.1
DREHKRANZ
........................................................................................
63
3.5.2
UNTERSTES
LEITERELEMENT
...............................................................
64
3.5.3
TELESKOPIERBARE
LEITERELEMENTE
...................................................
65
3.5.4
GELENKARM
.....................................................................................
69
3.5.5
TCP
/
KORB
.................................................................................
70
3.6
WAHL
DER
ANSATZFUNKTIONEN
......................................................................
71
3.6.1
UNTERSTES
LEITERELEMENT
...............................................................
71
3.6.2
TELESKOPIERBARE
ELEMENTE
............................................................
72
3.6.3
ERSTES
GELENKARMELEMENT
............................................................
75
3.7
LAGRANGE
FORMALISMUS
...............................................................................
77
3.8
ENERGIEN
.......................................................................................................
78
3.8.1
KINETISCHE
ENERGIE
........................................................................
78
3.8.2
POTENTIELLE
ENERGIE
........................................................................
82
3.9
DAEMPFUNG
....................................................................................................
84
3.10
BESTIMMUNG
DER
INTEGRALE
.........................................................................
87
3.11
MESSGLEICHUNGEN
........................................................................................
90
3.11.1
DEHNMESSSTREIFEN
...........................................................................
90
3.11.2
GYROSKOP
........................................................................................
91
3.11.3
LINEARISIERUNG
DER
MESSGLEICHUNGEN
.............................................
91
3.12
MODELLREDUKTION
.........................................................................................
91
3.12.1
REDUKTIONSVERFAHREN
.....................................................................
92
3.12.2
DOMINANZMASS
..............................................................................
93
3.13
MODELLIMPLEMENTIERUNG
.............................................................................
94
4
MODELLVALIDIERUNG
101
4.1
MODELLPARAMETER
DES
FLEXIBLEN
MEHRKOERPERSYSTEMS
...................................
101
4.2
VERGLEICH
DES
ZEITVERHALTENS
BEI
EXTERNER
ANREGUNG
...................................
103
4.2.1
SYSTEM
YYAUFRICHTEN/NEIGEN
...........................................................
103
4.2.2
SYSTEM
YYDREHEN
................................................................................
109
4.3
VERGLEICH
DER
MODALEN
SYSTEMPARAMETER
.....................................................
114
4.3.1
SYSTEM
YYAUFRICHTEN/NEIGEN
...........................................................
115
4.3.2
SYSTEM
YYDREHEN
................................................................................
118
4.4
EIGENFORMEN
DES
LEITERSATZES
........................................................................
123
4.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
MODELLVALIDIERUNG
.....................................................
132
XII
5
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
133
5.1
RANDBEDINGUNGEN
UND
BESCHRAENKUNGEN
.....................................................
133
5.2
ZEITOPTIMIERTE
TRAJEKTORIEN
..........................................................................
134
5.2.1
LOESUNGSSKIZZE
.......................................................................................
134
5.2.2
NUMERISCHE
VALIDIERUNG
.....................................................................
137
5.3
GEGLAETTETE
TRAJEKTORIEN
................................................................................
140
5.3.1
LOESUNGSSKIZZE
.......................................................................................
141
5.3.2
NUMERISCHE
VALIDIERUNG
....................................................................
146
5.4
ZUSAMMENFASSUNG
..........................................................................................
148
6
REGELUNG
153
6.1
AKTIVE
SCHWINGUNGSDAEMPFUNG
......................................................................
153
6.1.1
BEOBACHTERMODELL
..............................................................................
153
6.1.2
BEOBACHT
ERENTWURF
..............................................................................
160
6.2
TRAJEKTORIENFOLGEREGELUNG
...........................................................................
168
6.2.1
POSITIONSREGLER
....................................................................................
169
6.2.2
ZEITSYNCHRONISATION
..............................................................................
171
6.2.3
NUMERISCHE
VALIDIERUNG
....................................................................
172
6.3
ZUSAMMENFASSUNG
........................................................................................
174
7
ZUSAMMENFASSUNG
177
A
ANHANG
181
A.1
EULER-BERNOULLI
BALKEN
MIT
INNEREM
MOMENTENLAGER
...............................
181
A.1.1
CHARAKTERISTISCHE
GLEICHUNGEN
.......................................................
181
A.1.2
PARAMETER
VEKTOREN
.........................................................................
182
A.2
DREHMATRIZEN
.................................................................................................
187
A.3
INTEGRALE
IM
LAGRANGE
FORMALISMUS
.............................................................
188
B
NOTATION
191
SYMBOLVERZEICHNIS
193
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
201
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
203
TABELLENVERZEICHNIS
207
LITERATUR
209
XIII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
STAND
DER
WISSENSCHAFT
UND
TECHNIK
.
4
1.1.1
MODELLIERUNG
VON
GROSSRAUMMANIPULATOREN
.
4
1.1.2
SCHWINGUNGSDAEMPFUNG
VON
GROSSRAUMMANIPULATOREN
.
6
1.1.3
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
FUER
GROSSRAUMMANIPULATOREN
.
8
1.2
ZIELSTELLUNG
.
11
1.2.1
MODELLIERUNG
.
12
1.2.2
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
.
12
1.2.3
REGELUNG
.
13
1.3
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
13
2
AUFBAU
EINER
FEUERWEHRDREHLEITER
17
2.1
GRUNDLEGENDER
AUFBAU
.
17
2.2
SENSOREN
.
23
2.3
ANTRIEBE
.
25
2.3.1
LOAD-SENSING
SYSTEM
.
26
2.3.2
DREHKRANZ
.
28
2.3.3
AUFRICHT
ZYLINDER
.
28
3
FLEXIBLES
MEHRKOERPERSYSTEM
DER
LEITERDYNAMIK
31
3.1
EULER-BERNOULLI
BALKEN
MIT
INNEREM
MOMENTENLAGER
.
32
3.1.1
PROBLEMBESCHREIBUNG
.
32
3.1.2
RANDBEDINGUNGEN
.
34
3.1.3
MODALTRANSFORMATION
.
35
3.1.4
SELBSTADJUNGIERTES
SYSTEM
.
36
3.1.5
LOESUNG
DER
EIGENMODEN
.
38
3.1.6
ANALYSE
.
42
3.2
TORSIONSSTAB
.
47
3.2.1
PROBLEMBESCHREIBUNG
.
48
3.2.2
RANDBEDINGUNGEN
.
49
3.2.3
MODALTRANSFORMATION
.
49
3.2.4
LOESUNG
DER
EIGENMODEN
.
50
3.3
KOORDINATENSYSTEME
.
52
3.3.1
VERWENDETE
KOORDINATENSYSTEME
.
52
3.3.2
POSITIONSVEKTOREN,
GESCHWINDIGKEITEN
UND
TRANSFORMATIONEN
.
.
54
XI
3.3.3
VERWENDETE
DREHMATRIZEN
.
55
3.4
ELASTISCHE
LEITERELEMENTE
.
56
3.4.1
BOMBIERUNG
.
57
3.4.2
REIHENANSATZ
ZUR
DARSTELLUNG
DER
FLEXIBILITAETEN
.
59
3.4.3
DARSTELLUNG
DER
ANSATZFUNKTIONEN
.
60
3.4.4
FORM
DER
POSITION
UND
ORIENTIERUNG
.
61
3.5
KINEMATIK
.
61
3.5.1
DREHKRANZ
.
63
3.5.2
UNTERSTES
LEITERELEMENT
.
64
3.5.3
TELESKOPIERBARE
LEITERELEMENTE
.
65
3.5.4
GELENKARM
.
69
3.5.5
TCP
/
KORB
.
70
3.6
WAHL
DER
ANSATZFUNKTIONEN
.
71
3.6.1
UNTERSTES
LEITERELEMENT
.
71
3.6.2
TELESKOPIERBARE
ELEMENTE
.
72
3.6.3
ERSTES
GELENKARMELEMENT
.
75
3.7
LAGRANGE
FORMALISMUS
.
77
3.8
ENERGIEN
.
78
3.8.1
KINETISCHE
ENERGIE
.
78
3.8.2
POTENTIELLE
ENERGIE
.
82
3.9
DAEMPFUNG
.
84
3.10
BESTIMMUNG
DER
INTEGRALE
.
87
3.11
MESSGLEICHUNGEN
.
90
3.11.1
DEHNMESSSTREIFEN
.
90
3.11.2
GYROSKOP
.
91
3.11.3
LINEARISIERUNG
DER
MESSGLEICHUNGEN
.
91
3.12
MODELLREDUKTION
.
91
3.12.1
REDUKTIONSVERFAHREN
.
92
3.12.2
DOMINANZMASS
.
93
3.13
MODELLIMPLEMENTIERUNG
.
94
4
MODELLVALIDIERUNG
101
4.1
MODELLPARAMETER
DES
FLEXIBLEN
MEHRKOERPERSYSTEMS
.
101
4.2
VERGLEICH
DES
ZEITVERHALTENS
BEI
EXTERNER
ANREGUNG
.
103
4.2.1
SYSTEM
YYAUFRICHTEN/NEIGEN
"
.
103
4.2.2
SYSTEM
YYDREHEN
"
.
109
4.3
VERGLEICH
DER
MODALEN
SYSTEMPARAMETER
.
114
4.3.1
SYSTEM
YYAUFRICHTEN/NEIGEN
"
.
115
4.3.2
SYSTEM
YYDREHEN
"
.
118
4.4
EIGENFORMEN
DES
LEITERSATZES
.
123
4.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
MODELLVALIDIERUNG
.
132
XII
5
TRAJEKTORIENGENERIERUNG
133
5.1
RANDBEDINGUNGEN
UND
BESCHRAENKUNGEN
.
133
5.2
ZEITOPTIMIERTE
TRAJEKTORIEN
.
134
5.2.1
LOESUNGSSKIZZE
.
134
5.2.2
NUMERISCHE
VALIDIERUNG
.
137
5.3
GEGLAETTETE
TRAJEKTORIEN
.
140
5.3.1
LOESUNGSSKIZZE
.
141
5.3.2
NUMERISCHE
VALIDIERUNG
.
146
5.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
148
6
REGELUNG
153
6.1
AKTIVE
SCHWINGUNGSDAEMPFUNG
.
153
6.1.1
BEOBACHTERMODELL
.
153
6.1.2
BEOBACHT
ERENTWURF
.
160
6.2
TRAJEKTORIENFOLGEREGELUNG
.
168
6.2.1
POSITIONSREGLER
.
169
6.2.2
ZEITSYNCHRONISATION
.
171
6.2.3
NUMERISCHE
VALIDIERUNG
.
172
6.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
174
7
ZUSAMMENFASSUNG
177
A
ANHANG
181
A.1
EULER-BERNOULLI
BALKEN
MIT
INNEREM
MOMENTENLAGER
.
181
A.1.1
CHARAKTERISTISCHE
GLEICHUNGEN
.
181
A.1.2
PARAMETER
VEKTOREN
.
182
A.2
DREHMATRIZEN
.
187
A.3
INTEGRALE
IM
LAGRANGE
FORMALISMUS
.
188
B
NOTATION
191
SYMBOLVERZEICHNIS
193
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
201
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
203
TABELLENVERZEICHNIS
207
LITERATUR
209
XIII |
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