ISBN 9783843917346

978-3-8439-1734-6, Reihe Ingenieurwissenschaften

Tobias Bellmann
Optimierungsbasierte Bahnplanung für interaktive robotische Bewegungssimulatoren

188 Seiten, Dissertation Universität der Bundeswehr München (2014), Hardcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Bewegungssimulatoren auf Basis von Industrierobotern haben einen gegenüber klassischen hexapodenbasierten Fahr-/Flugsimulatoren erweiterten rotatorischen Arbeitsraum. Durch ihre massenproduzierte Mechanik sind sie obendrein deutlich kostengünstiger, besitzen jedoch eine vergleichsweise geringe Nutzlast, was die Anwendung auf leichte Cockpits (wie z.B. von Kleinflugzeugen) reduziert.

In dieser Arbeit wird ein interaktives Bahnplanungssystem für solche roboterbasierten Bewegungssimulatoren vorgestellt, bestehend aus einem modifizierten Washoutfilter und einer als geschlossenem Regelkreis ausgelegten, optimierungsbasierten inversen Kinematik.

Hierbei müssen die technischen Besonderheiten, die mit der seriellen Kinematik dieser Simulatoren einhergehen berücksichtigt werden, wie z.B. der große rotatorische Arbeitsraum, das variierende Beschleunigungsvermögen sowie kinematische Redundanz und der komplexe Arbeitsraum des Roboterarms.

Um die Robustheit des Systems zu zeigen wird ein Stabilitätsbeweis zur Konvergenz der vorgestellten Methode zur Berechnung der inversen Kinematik geführt.

Die hier beschriebenen Forschungsergebnisse werden auf zwei roboterbasierte Bewegungssimulatoren angewandt - auf den modularen Forschungssimulator DLR Robotic Motion Simulator und auf einen Flugsimulator, den DA42 Simulator.