Regelung & Simulation für Roboterarm
Entwicklung und Validierung einer Regelungsstrategie für einen mehrachsigen Roboterarm – inklusive Modellbildung, Simulation, Controller-Design und Echtzeit-Anbindung.
Problemstellung
"Der Roboterarm sollte präzise Trajektorien abfahren, zeigte jedoch Overshoot und Positionsfehler bei schnellen Bewegungen. Ziel war eine stabilere Regelung mit kürzeren Einschwingzeiten und reproduzierbarer Genauigkeit."
Unsere Lösung
Aufbau eines physikalischen Modells mit MATLAB/Simulink (starrkörperbasierte Modellierung, Reibungsanteile) und Ableitung einer Regelungsarchitektur (PID/Feedforward). Ergänzend:
- Trajektorienplanung (S-Kurven/Trapezprofil) zur Begrenzung von ruckbedingten Schwingungen
- Parameter-Tuning (Ziegler–Nichols/feingranular) mit Monte-Carlo-Variationen
- HIL-Test via ROS (rosserial/rosbridge) & Gazebo-Simulation
- Sensor-Fusion (Encoder + IMU) für robustes Positionsfeedback
Technologien
Ergebnis
- Overshoot um ~35–50 % reduziert (abhängig von Achse/Last)
- Einschwingzeit um ~30 % verkürzt
- Positionsgenauigkeit < 0,5° bei Referenztrajektorien
- Reproduzierbare Fahrprofile durch ruckbegrenzte Trajektorien
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