Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage...

• den Aufbau und die unterschiedlichen Komponenten einer Steuerungsarchitektur für Roboter zu verstehen.
• die gängigsten Sensoren und Aktoren in der Robotik zu unterscheiden und zu vergleichen.
• die Vorwärts- und Inverskinematik unterschiedlicher Robotersysteme, insbesondere von seriellen Manipulatoren und Parallelrobotern, aufzustellen.
• die Bewegungsgleichungen (Dynamik) eines Roboterarmes zu beschreiben und zu berechnen.
• das dynamische Robotermodell um Zwangsbedingungen und Kontaktübergänge zu erweitern.
• einfache Regelungsaufgaben für Roboter im Konfigurations- und Aufgabenraum zu lösen.
• die genannten Inhalte auf kinematisch redundante Roboter anzuwenden.

Übersicht über Roboterarten und Steuerungsarchitekturen, Grundlagen der Sensoren und Aktoren in der Robotik, Kinematik und Dynamik starrer Körper, Rekursive Algorithmen zur Berechnung der Kinematik und Dynamik serieller kinematischer Ketten, DH-Parameter, Product of Exponentials Formel, Inverskinematik, Dynamikbeschreibung über Lagrange-Gleichungen und rekursive Newton/Euler Algorithmen, Modellierung von Zwangsbedingungen und Kontaktübergängen, Modellbildung von Robotern mit paralleler Kinematik sowie von mobilen Robotern, Regelung im Konfigurations- und Aufgabenraum, Einführung in die Kraft- und Impedanzregelung, Kinematik und Dynamik redundanter Roboter.

Die Lehrinhalte werden basierend auf einem Vorlesungsskriptum erarbeitet und diskutiert. Die Inhalte werden in Form eines Tafel- und Folienvortrages vermittelt. Eine Vertiefung, Festigung und praktische Anwendung der Lehrinhalte erfolgt durch zwei Laborübungen mit Experimenten und Simulationen mittels der Software Matlab/Simulink.

Die Note setzt sich aus zwei Laborübungen (prüfungsimmanent) und einer mündlichen Abschlussprüfung zusammen. Der positive Abschluss der Laborübungen ist die Voraussetzung für die Anmeldung zur mündlichen Abschlussprüfung. Die Beurteilung der Laborübungen geht zu 25% in die Gesamtnote mit ein.

Vorlesungsskriptum

Grundlagen der linearen Algebra, Stabilitätsanalyse linearer Systeme im Zeitbereich