Modellbasierte Kraftregelung einer mit pneumatischen Muskeln angetriebenen Parallelplatform

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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Evaluierung einer kraftgeregelten Gough-Stewart Parallelplattform, die von sechs Aktoren angetrieben wird. Die Aktoren bestehen jeweils aus einem pneumatischen Muskel und einer vorgespannten Druckfeder. Die Plattform wird so geregelt, dass beliebige Kraft- und Momentenverläufe erstellt werden können. Durch die geometrische Analyse der Endlagen wurde verifiziert, dass der geforderte Arbeitsraum durch die Plattform erreicht werden kann. Jeder einzelne Aktor wird durch eine modellbasierte Kraftregelung kontrolliert, die unter anderem die Druckbeaufschlagung eines pneumatischen Muskels durch exponentielle Funktionen annähert. Die sechs Regelschleifen der Aktoren sind der Kraft- und Momentenregelung der Parallelplattform untergeordnet. Die Plattformregelung benutzt das kinetostatische Modell der Plattform und berechnet die jeweiligen Aktorkräfte, die zum Erreichen der aktuellen Sollkraft und Sollmomentes an der Plattform notwendig sind. Es wurde gezeigt, dass die geforderten Zielkräfte und Momente effektiv mit der kraftgeregelten Plattform produziert werden können und im stationären Bereich der Sprungantworten eine genaue Kraftregelung möglich ist. Die Parallelplattform wurde konzipiert für ihre zukünftige Anwendung als physikalischer Simulator der menschlichen Halswirbelsäule, unter anderem für die präoperative Analyse chirurgischer Eingriffe, Implantate etc.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Maschinenbau und Verfahrenstechnik » Institut für Mechatronik und Systemdynamik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften
Beitragende:
Prof. Dr.-Ing. Kecskeméthy, Andrés [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr.-Ing. Parenti Castelli, Vincenzo [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Englisch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
11.06.2010
Dokument erstellt am:
01.06.2011
Promotionsantrag am:
16.02.2010
Dateien geändert am:
06.06.2011
Medientyp:
Text