Ph.D. Thesis 2019

Modelling and Control of a Cable-Driven Parallel Robot Methods for vibration reduction and motion quality improvement

{Seilroboter k\"onnen aufgrund ihrer parallel Struktur und dem Aufbau ihrer Antriebsstr\"ange hohe Beschleunigungen erreichen und besitzen einen gro\ssen Arbeitsraum. Beide Eigenschaften erm\"oglichen den Einsatz als Simulatoren. Durch die Verwendung als Simulator ergeben sich jedoch neue Herausforderungen und Aufgabenstellungen. Zu diesen z\"ahlen Robustheit, pr\"azises Folgeverhalten von Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen und eine schwingungsarme Betriebsart. Seile neigen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften zu Schwingungen, die an die Platform weitergegeben werden und dadurch die Simulationsqualit\"at negativ beeinflussen. Desweiteren k\"onnen statische Reibung und aggressive Regelungsstrategien Impulse applizieren, die Schwingungen am Antriebsstrang provizieren. Diese Arbeit besch\"aftigt sich mit Methoden zur Reduzierung dieser Schwingungen und damit mit Ma\ssnahmen zur Verbesserung der Folgeverhaltens. Die gew\"ahlten Methoden, diese liegen im Bereich der nichtlinearen robusten Regelung via Sliding-Mode Controllern, modellbasierter Vorsteuerung, Reibungskompensation, Zustandsbeobachtung mit Unscented Kalman-Filtern und Modellierung sowie Regler-Synthese basierend auf Port-Hamilton Modellierung. In Experimenten an zwei Seilrobotern mit paralleler Kinematik werden die vorgeschlagenen Reglerstrukturen und Modelle verifiziert und stellen deren Effizienz deutlich dar.}

Author(s): Schenk, CT
Year: 2019
Bibtex Type: Ph.D. Thesis (phdthesis)
Address: Stuttgart, Germany
Electronic Archiving: grant_archive
School: Universität Stuttgart

BibTex

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