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Systemidentifikation und karthesische Positions- und Kraftregelung eines seilgetriebenen Greiffingers

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

Kurzbeschreibung (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.

Typ des Eintrags: Diplom- oder Magisterarbeit
Erschienen: 1992
Autor(en): Butterfaß, Jörg
Titel: Systemidentifikation und karthesische Positions- und Kraftregelung eines seilgetriebenen Greiffingers
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (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.

Freie Schlagworte: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Kraftregelung, Positionsregelung, Systemidentifikation
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Hinterlegungsdatum: 20 Okt 2011 11:12
Zusätzliche Informationen:

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)

ID-Nummer: 17/24 EMKD 1085
Gutachter / Prüfer: Hillenmeier, Dipl.-Ing. Andreas ; Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz
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