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Systemidentifikation und karthesische Positions- und Kraftregelung eines seilgetriebenen Greiffingers

Butterfaß, Jörg (1992):
Systemidentifikation und karthesische Positions- und Kraftregelung eines seilgetriebenen Greiffingers.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden die regelungstechnischen Möglichkeiten eines viergliedrigen, seilzuggetriebenen Greiffingers untersucht. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Prozeßidentifikation und der karthesischen Positions- und Kraftregelung des Greiffingers. Zur Identifikation wird eine als Ausgangsfehlerverfahren bezeichnete Parameterschätzmethode herangezogen. Programme auf der Grundlage dieser Methode erlauben mit unterschiedlichen Modellansätzen eine numerisische Prozeßmodell-Parameter-Optimierung.

Als Ergebnis liegen lineare Prozeßmodelle für die einzelnen Gelenke mit relativ einfacher Struktur vor. Zur Realisierung der karthesichen Regelung werden geeignete mathematische Modelle zur Beschreibung des Greiffinges in homogenen Koordinaten vorgestellt. Daraus ergeben sich Modelle, die die Fingerkinematik und den Zusammenhang der Kräfte und Momente in der Fingerspitze mit den Gelenkmomenten beschreiben. Das kinematische Modell ermöglicht die Bestimmung der Gelenkpositionen aus karthesichen Sollwerten der Fingerspitze und umgekehrt. Mit dem Kraft- und Momentenmodell lassen sich die Gelenksollmomente aus einer karthesichen Vorgabe von Kräften und Momenten in der Fingerspitze berechnen. Auf der Grundlage der mathematischen Modelle des Greiffingers entwickelte Ergänzungen zu einem vorliegenden Programmpaket zur Regelung von direktgetriebenen Greiffingern ermöglichen die karthesischen Positions- und Momentenregelung des seilzugetriebenen Greiffingers.

Theoretische Überlegungen zu den Gelenkkreisen führen zum Einsatz von diskreten PID-Reglern mit optimierten Reglerparametern. Aufgrund der durchgeführten Arbeiten zeigt der Greiffinger im praktischen Betrieb ein zufriedenstellendes Regelverhalten. Eine Störgrößenaufschaltung zur Kompensation der konstruktiv bedingten kinematischen Verkopplungen des Greiffingers zeigt gute Ergebnisse.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 1992
Creators: Butterfaß, Jörg
Title: Systemidentifikation und karthesische Positions- und Kraftregelung eines seilgetriebenen Greiffingers
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden die regelungstechnischen Möglichkeiten eines viergliedrigen, seilzuggetriebenen Greiffingers untersucht. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Prozeßidentifikation und der karthesischen Positions- und Kraftregelung des Greiffingers. Zur Identifikation wird eine als Ausgangsfehlerverfahren bezeichnete Parameterschätzmethode herangezogen. Programme auf der Grundlage dieser Methode erlauben mit unterschiedlichen Modellansätzen eine numerisische Prozeßmodell-Parameter-Optimierung.

Als Ergebnis liegen lineare Prozeßmodelle für die einzelnen Gelenke mit relativ einfacher Struktur vor. Zur Realisierung der karthesichen Regelung werden geeignete mathematische Modelle zur Beschreibung des Greiffinges in homogenen Koordinaten vorgestellt. Daraus ergeben sich Modelle, die die Fingerkinematik und den Zusammenhang der Kräfte und Momente in der Fingerspitze mit den Gelenkmomenten beschreiben. Das kinematische Modell ermöglicht die Bestimmung der Gelenkpositionen aus karthesichen Sollwerten der Fingerspitze und umgekehrt. Mit dem Kraft- und Momentenmodell lassen sich die Gelenksollmomente aus einer karthesichen Vorgabe von Kräften und Momenten in der Fingerspitze berechnen. Auf der Grundlage der mathematischen Modelle des Greiffingers entwickelte Ergänzungen zu einem vorliegenden Programmpaket zur Regelung von direktgetriebenen Greiffingern ermöglichen die karthesischen Positions- und Momentenregelung des seilzugetriebenen Greiffingers.

Theoretische Überlegungen zu den Gelenkkreisen führen zum Einsatz von diskreten PID-Reglern mit optimierten Reglerparametern. Aufgrund der durchgeführten Arbeiten zeigt der Greiffinger im praktischen Betrieb ein zufriedenstellendes Regelverhalten. Eine Störgrößenaufschaltung zur Kompensation der konstruktiv bedingten kinematischen Verkopplungen des Greiffingers zeigt gute Ergebnisse.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Kraftregelung, Positionsregelung, Systemidentifikation
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design (dissolved 18.12.2018)
Date Deposited: 20 Oct 2011 11:12
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1085

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 17-09-1992

Ende Datum: 18-12-1992

Querverweis: 17/24 EMKD 1079

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKD 1085
Referees: Hillenmeier, Dipl.-Ing. Andreas and Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz
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