Lage- und Kraftregelung strukturvariabler mechanischer Systeme

Abstract

Strukturvariable mechanische Systeme sind in der Fertigungstechnik und bei Transportvorgängen häufig zu finden. Eine wichtige Aufgabe besteht darin, geeignete Regelgesetze für einen sanften Bewegungsablauf ohne Kraftsprünge und Kraftimpulse (Stöße) zu finden. Es werden zunächst die Bewegungs- und Reaktionsgleichungen von Mehrkörpersystemen mit Minimalkoordinaten aufgestellt. Dann werden geeignete Regelgesetze entworfen, welche die Sollbewegung sicherstellen und kleine Störungen in den Sensorsignalen ausregeln. Die Methode wird am Beispiel einer ebenen, aus sieben starren Körpern aufgebauten Gehmaschine verdeutlicht. Der Bodenkontakt des abhebenden Fußes erweist sich als vollständig steuerbar, so daß Kraftsprünge beim Übergang von der Stützphase in die Schwingphase vermieden werden können. Der auftretende Fuß erreicht den Boden ohne Stoß.