ISBN 9783843901512

978-3-8439-0151-2, Reihe Robotik und Automation

Thomas Josef Jung
Methoden der Mehrkörperdynamiksimulation als Grundlage realitätsnaher Virtueller Welten

265 Seiten, Dissertation Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit werden Grundlagen, Realisierung, systematische Integration und Optimierung einer Mehrkörperdynamiksimulation mit modernden Methoden und in modernen Strukturen der Virtuellen Realität vorgestellt. Aus den Entwicklungen geht ein System hervor, dessen Leistungsfähigkeit an unterschiedlichsten Anwendungen wie Arbeitsmaschinensimulatoren für die Aus- und Weiterbildung, Virtuellen Testbeds im Bereich der Weltraumrobotik und sogar an GIS-Anwendungen belegt wird.

Im Hinblick auf das Verfahren zur Bestimmung der inversen Dynamik wird detailliert die Formulierung von Zwangsbedingungen aller Art beschrieben. Hierzu zählen sowohl klassische Gelenkverbindungen als auch erweiterte Zusammenhänge wie Differenziale, das Schraubengelenk, eine vollständige Vorderradaufhängung eines Fahrzeugs und Feder-Dämpfer-Systeme im Allgemeinen. Motiviert durch konkrete Anwendungen wird weiterhin detailliert erläutert, wie sich auf Grundlage von Zwangsbedingungen die direkte Kontrolle eines Starrkörpers der Simulation in allen sechs Freiheitsgraden z.B. durch einen Datenhandschuh realisieren lässt. Bei den Lösungsverfahren für die Komplementaritätsformulierung werden die relativ einfache, angepasste Gauß-Seidel Routine sowie die Methode nach Dantzig umfassend besprochen und verglichen.