Roboterdynamik - Praktikum (Modul MW2339) (Praktikum)

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Umfang4 SWS
SemesterWintersemester 2018/19
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Teilnahmekriterien & Anmeldung

Lernziele

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Praktikum Roboterdynamik sind die Studierenden dazu in der Lage, die wesentlichen Algorithmen für die Ansteuerung von redundanten Robotersystemen zu entwickeln. Die Studierenden können die direkte Kinematik und die inverse Kinematik aufstellen und verschiedene Prinzipien zur Bahnplanung anwenden. Des Weiteren sind die Studierenden dazu fähig das dynamische Verhalten des Roboters zu berechnen und für die Auslegung von Antriebskomponenten sowie Bauelementen zu nutzen. Die Studierenden haben das Konzept einer dezentralen Einzelgelenkregelung verstanden und sind in der Lage das dynamische Verhalten eines Antriebsmoduls bestehend aus Motor, Getriebe, Sensoren, Leistungselektronik und Regler zu simulieren. Sie können das Erlernte an einem kommerziellen Gelenkregelmodul praktisch umsetzen. Darüber hinaus sind Absolventen des Praktikums dazu fähig, die mit Hilfe von MATLAB/Simulink erstellten Funktionen in Echtzeitsysteme zu integrieren und für die Ansteuerung von redundanten und nicht redundanten Roboterarmen zu verwenden.

Beschreibung

In der Veranstaltung werden Verfahren zur Bahnplanung sowie Steuerung und Regelung von Robotern behandelt. Der Fokus liegt hierbei insbesondere auf der eigenständigen Implementierung dieser Algorithmen. - Kinematik: Denavit-Hartenberg-Konvention, Rekursive Berechnung, Inverse Kinematik auf Geschwindigkeitsebene, Numerische Driftkompensation, Resolved Motion Rate Control, Automatic Supervisory Control - Bahnplanung: Polynome, Splines, Via-Point Verfahren - Dynamik: Rekursives Newton-Euler, Vorwärtsdynamik, Auslegungsrechnung - Regelung: Einzelgelenkregelung, Aktor- und Sensormodelle - Echtzeit-Applikation: CAN-Kommunikation, Simulink Realtime, 6-Achs Roboterarm

Inhaltliche Voraussetzungen

Inhalte der Vorlesung "Roboterdynamik"

Lehr- und Lernmethoden

In dem Praktikum werden zunächst die wesentlichen Grundlagen für die Umsetzung von Algorithmen in einem theoretischen Vortrag mit Übungsbeispielen und Animationen dargestellt. Das Skript zur Vorlesung Roboterdynamik dient den Studierenden zur weiteren Vertiefung sowie Vor- und Nachbereitung. In Form von Hausaufgaben erarbeiten die Studierenden in Kleingruppen den Lösungscode in Matlab/Simulink zur Ansteuerung eines 6-achs Roboterarms. In der folgenden Woche werden zunächst die theoretischen Grundlagen abgefragt sowie die Hausaufgaben abgenommen und besprochen. In den letzten beiden Terminen finden neben der Abnahme auch eine praktische Anwendung des erstellten Codes auf zwei Versuchsaufbauten statt.

Studien-, Prüfungsleistung

Mündliche Prüfung über die theoretischen Grundlagen anhand von Verständnisfragen. Zusätzliche Bewertung der implementierten Funktionen sowie der Versuchsdurchführung.

Empfohlene Literatur

Skript zur Vorlesung Roboterdynamik sowie dort angegebene Basisliteratur in der Robotik.

Links