Bahnplanung und Regelung unteraktuierter Manipulatoren mittels nichtlinearer zeitdiskreter Ansatze

摘要

In der Klasse der unteraktuierten Systeme stellen horizontal bewegte Manipulatoren mit passiven Gelenken eine besondere Herausforderung dar, weil die Linearisierung in einer Ruhelage zu einem nicht vollstandig steuerbaren Modell fuhrt. Fur Bewegungen, die in Ruhelagen beginnen und enden, sind lineare Ansatze zum Reglerentwurf ungeeignet. Auch bei Wahl eines nichtlinearen Modells liegt in der Umgebung einer Ruhelage ein schlecht konditioniertes Regelungsproblem vor. Zeitkontinuierliche Ansatze, die ein asymptotisches Annahern an die Ruhelage fordern, fuhren daher selten auf ein zufriedenstellendes Systemverhalten. Die vorgestellten zeitdiskreten Ansatze ermoglichen dieses Problem mittels Bahnplanung auf endlichem Zeitintervall und Dead-Beat-Regelung zu umgehen. Neben Bahnplanungsansatzen, die schnelle Konvergenz und systematische Berechnung der Bewegungsdauer gewahrleisten, werden zwei Regler prasentiert und verifiziert.