Dieser Beitrag befasst sich mit der Trajektorienplanung und Regelung für das Labormodell
?Scheibe mit schwerer Kette?. Bei diesem speziellen Modell ist die Kette an einer drehbar gelagerten Scheibe montiert. Die Trajektorie wird durch numerisches Lösen eines Optimierungsproblems berechnet, welches auf Grund der hohen Modellordnung äußerst komplex ist. Um die Laufzeit des Optimierers signifikant zu verringern, wird ein Multithreading-Algorithmus zur parallelen Berechnung der benötigten Ableitungen vorgestellt.
Zur Stabilisierung der berechneten Trajektorie wird eine Kombination aus passivitätsbasiertem Reglerentwurf und einem Backstepping-Regler verwendet. Abschließend
wird anhand von Messergebnissen die ausgezeichnete Funktion des vorgeschlagenen Regelungskonzepts demonstriert.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englische Kurzfassung:
This paper deals with the tracking control of a
particular heavy chain system, which consists of a chain
mounted onto a pivoted differential disk. To this end, the governing system of ordinary differential
equations is derived and a trajectory is computed via numerical optimization. As the arising optimization problem is computationally complex, a multithreading algorithm for parallel computation of the required derivatives is presented. Furthermore, a stabilizing feedback controller, based on damping injection and an integrator backstepping approach, is derived. Finally, meansurements of a laboratory experiment show an excelent performance of the proposed control concept.