07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik

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1990 - 199226

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Publication Type: search.filters.UBSTyp.KonferenzbeitragStart date: 1990End date: 1992

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    Prospects of the German multibody system research project on vehicle dynamics simulation
    (1992) Schiehlen, Werner
    The German Research Council (DFG) decided 1987 to establish a nationwide research project devoted to dynamics of multibody systems. In this project 14 universities and research centers are cooperating with the goal to develop a general purpose multibody system software package. This concept provides the opportunity to use a modular structure of the software, i.e. different multibody formalisms may be combined with different simulation programmes via standardized interfaces. For the DFG project the database RSYST was chosen using standard FORTRAN 77 and an object oriented multibody system datamodel was defined. According to the modular concept the requirements of vehicle system dynamics as tire models or railway wheel-rail models, respectively, are easily met. The Iltis benchmark problem is used to demonstrate some features of the object oriented datamodel.
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    Werkzeuge zur Simulation von Mehrkörpersystemen
    (1992) Leister, Günter; Schiehlen, Werner
    Das dynamische Verhalten von komplexen mechanischen Systemen beeinflußt maßgeblich die Bauteildimensionierung und die Funktionalität von Konstruktionen. Bei der Konzeption von Fahrzeugen, Maschinen und Robotern muß daher dem dynamjschen Verhalten große Beachtung geschenkt werden. Für den Konstrukteur ist es dabei wünschenswert, in einem möglichst frühen Stadium der Konstruktion zuverlässige Aussagen über das dynamische Verhalten zu haben. Ein bewährtes Vorgehen hierfür ist die Simulation des dynamischen Verhaltens mit Rechenmodellen. Die Aufstellung der Bewegungsgleichungen und die Einbindung der Gleichungen in eine geeignete Simulationsumgebung ist vor allem bei großen Ersatzmodellen aufwendig und fehlerträchtig. In diesem Beitrag werden die speziell für die Mehrkörperdynamik konzipierten Werkzeuge NEWEUL und NEWSIM vorgestellt. Ausgehend von der Mehrkörpersystembeschreibung generiert das Programmpaket NEWEUL symbolische Differentialgleichungen und stellt alle für eine automatische Simulation erforderlichen Informationen bereit. Das Programmsystem NEWSIM verwendet anschließend die symbolischen Bewegungsgleichungen in kompilierter Form für die Simulation. Durch die Verwendung eines obiektorientierten Datenmodells stellen die Programme NEWEUL und NEWSIM Werkzeuge eines modulares Programmpaket für die Mehrkörperdynamik dar. Dieses Vorgeben wird am Beispiel eines Mehrfachpendels und eines Ackerschleppers erläutert.
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    Triangulationssensoren für Roboteranwendungen
    (1990) Seitz, Günther; Jahn, Gerald; Tiziani, Hans J.
    Viele Meß- und Prüfprobleme in Fertigung und Montage sind durch reine Grauwert-Bildverarbeitung nicht befriedigend zu lösen, weil hier nur ein informationsreduziertes zweidimensionales Abbild der real dreidimensionalen Szene als Informationsbasis zur Verfügung steht. Dreidimensionale Objektinformation bietet hingegen ein wesentlich höheres Informationspotential und ermöglicht neben völlig neuen Lösungsansätzen auch weniger aufwendige Lösungen von Standardproblemen. Zur dreidimensionalen Objekterfassung werden punkt- und flächenhaft arbeitende Verfahren eingesetzt. Punktverfahren gewinnen Abstandsbilder durch zeitsequentielle Meßpunkterfassung, wohingegen flächenhafte Verfahren auf zeitlich paralleler Erfassung von 3-D-Information beruhen. Die folgenden Ausführungen beschränken sich ausschließlich auf punktorientierte Verfahren.
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    Ein Baukastenkonzept für Modellerstellung, Simulation und Optimierung von Fahrzeugen
    (1992) Leister, Günter; Schiehlen, Werner
    Die Methode der Mehrkörpersysteme wird bei der Simulation von Fahrzeugen seit Jahren mit Erfolg eingesetzt. Dabei sind die zu untersuchenden Ersatzmodelle immer umfangreicher geworden. In der Fahrzeugdynamik werden deshalb Mehrkörpersysteme häufig in Komponenten zerlegt, die sowohl als Einzelmodell aber auch in Verbindung mit anderen Modellen verwendet werden und die einzeln verifiziert sind. Mit Hilfe eines objektorientierten Datenmodells für Mehrkörpersysteme ist die Wiederverwendung derartiger Komponenten, wie beispielsweise kompletten Radaufhängungen, leicht möglich. Eine zentrale Rolle im Gesamtablauf einer Dynamikanalyse spielen Formalismen zur Aufstellung, sowie Integrationsverfahren zur Lösung der Bewegungsgleichungen. Sollen Formalismen und Integrationsverfahren innerhalb einer modularen Software-Umgebung verwendet werden, so müssen die zugrunde liegenden Berechnungsmethoden automatisiert ablaufen. Es werden Methoden zur automatischen Aufstellung und Simulation symbolischer Bewegungsgleichungen von Mehrkörpersystemen vorgestellt. Ausgehend von einem standardisierten Datenmodell für Mehrkörpersysteme werden mit dem Programmsystem NEWEUL symbolische Bewegungsgleichungen in Minimalform aufgestellt und problemspezifische Simulationsprogramme automatisch generiert. Diese werden in compilierter Form innerhalb des Programmsystems NEWSIM für die Simulation verwendet. Dies wird an einem Beispiel aus der Fahrzeugdynamik verdeutlicht.
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    Schnelle 3-D-Kamera mit adaptierbaren, hochauflösenden Markierungscodes
    (1991) Malz, Reinhard; Tiziani, Hans J.
    Insbesondere für die optische Erkennung und Vermessung von Objekten mit wechselnden Form-, Farb- und Reflexionseigenschaften werden geeignete optische 3-D-Sensoren benötigt. Das hier vorgestellte System wurde unter dem Gesichtpunkt hoher Flexibilität entwickelt, mit einem frei programmierbaren Laser-Markierungsprojektor können beliebige Codes erzeugt werden, die eine schnelle Adaption an das Meßobjekt ermöglichen. Durch die Entwicklung effizienter Markierungen konnte die Länge der erforderlichen Bildsequenzen für eine gegebene Auflösung und Störsicherheit gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich reduziert werden. Dies wird in Zukunft immer wichtiger, da bei der Verwendung schneller Bildverarbeitungshardware nicht mehr die Auswerte-, sondern die Aufnahmezeit der erforderlichen Videodaten zum bestimmenden Faktor wird, der die Verweildauer der Objekte bestimmt oder die Reaktionszeit der Roboter begrenzt. Mit dem derzeitigen System können Objekte im Submeterbereich mit SubmilIimeterauflösung vermessen werden. Durch die effiziente Codierung konnte die Aufnahmezeit für ein vollständiges 3-D-Koordinatenbild mit bis zu 512 x 512 absoluten Distanzmeßwerten auf ca. 240 bis 320 ms reduziert werden. Neben Standardkameras mit 25 Hz Bildfrequenz können auch hochauflösende oder schnelle Matrixkameras eingesetzt werden.
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    Multivariable controller design for an industrial distillation column
    (1992) Allgöwer, Frank; Raisch, Jörg
    In this paper, we report our experience with the design of linear multivariable controllers for a staged binary distillation column with 40 trays. Controller design methods include H∞-minimization, DNA-design, CL-design and H2minimization. Results obtained at the real plant are shown.
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    Multibody systems and robot dynamics
    (1990) Schiehlen, Werner
    The method of multibody system has been developed during the last two decades with application to various engineering topics, including robotics and walking machines. On the other hand, special algorithms for robot dynamics are available featuring the high computational efficiency required for control purposes. This paper shows the close relation between both approaches. Essential criteria for the effeciency of dynamics software are the numbers of coordinates used, which should be minimal. For illustration a two-body system is considered, including open and cIosed loop configurations.
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    High precision laser supported close range distance measurements
    (1992) Tiziani, Hans J.
    Optical methods become useful tools for dimensional measurements. Methods based on triangulation, time of flight, phase measurements and interferometry are used and will be further developed. Multiple wavelength interferometry allows the reduction of the sensitivity by a range extension leading to robust measuring systems. Superheterodyne interferometric techniques based on two wavelength heterodyne interferometry will also be discussed and experimental results will be shown.
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    Chemical process control: a german perspective
    (1992) Allgöwer, Frank
    This paper focuses on developments in controller design that we think can have a significant impact on the solution of practical process control problems, and try to summarize the discussion in Germany on this subject.
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    Technologie beim Bohren kleinster Durchmesser
    (1992) Heisel, Uwe
    Die sichere Prozeßbeherrschung beim Einlippenbohren mit Durchmessern kleiner 2 mm ist Voraussetzung für eine wirtschaftliche Anwendung des Verfahrens. Die genaue Kenntnis der Prozeßkenngrößen und deren Abhängigkeiten erlauben eine gezielte Prozeßüberwachung. Es wurde bisher das Durchflußverhalten in Abhängigkeit von Durchmesser, Druck, Temperatur und Geometrie der Kühlschmiermittelkanäle untersucht. Das Ergebnis zeigt einen geringen Viskositätseinfluß, aber eine hohe Querschnittsflächenabhängigkeit des Durchflusses. Weiter wurde an einem Beispiel ein Optimum für die Schnittparameter Schnittgeschwindigkeit und Vorschub unter Berücksichtigung der Spanbildung ermittelt, wodurch der Standweg der Werkzeuge um ca. 400% erhöht werden konnte. Berechnungen der Belastungszustände in den Querschnitten der Bohrerköpfe und -schäfte liefern Anhaltspunkte für eine Optimierung der Bohrergestaltung sowie für Grenzbedingungen, die einen Bruch aussschließen.