Thema

Titel: Entwicklung und Aufbau eines Simulationsmodells zur Regelung eines inversen Multipendels n-ter Stufe
Typ:
  • Masterarbeit
  • Studienarbeit
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Im Rahmen des Internationalen Graduiertenkollegs „Soft Tissue Robotics“ soll die Interaktion von Robotern mit weichen Materialien beziehungsweise Geweben erforscht werden. Hierfür soll ein vereinfachtes Modell des weichen Materials aufgestellt werden, das das makroskopische Materialverhalten ausreichend genau approximiert. Ein möglicher Modellierungsansatz ist dabei die Modellierung als Mehrkörpersystem (MKS). Das komplexe Materialverhalten weicher Körper wird hierbei über ein System von Festkörpern angenähert die über Feder-Dämpfer-Elemente miteinander gekoppelt sind. Weiche Objekte, wie beispielsweise Kabel, die bei der Modellierung als MKS offene kinematische Ketten bilden, können in diesem Zusammenhang als Mehrfachpendel betrachtet werden.

Aufgabe

In der ausgeschrieben Arbeit soll ein Simulationsmodell aufgebaut werden, in der ein inverses Multipendel, angefangen bei der Stufe n=1 (einfaches inverses Pendel) in seiner metastabilen Ruhelage geregelt wird.

Die Arbeit gliedert sich in folgende Arbeitspakete:

  • Literaturrecherche über Grundlagen und Verfahren zur Regelung von Multipendeln n-ter Ordnung
  • Aufbau eines Simulationsmodells eines inversen Multipendels
  • Regler Entwurf und Implementierung für den Fall des einfachen inversen Pendels
  • Nach Umfang der Arbeit: Ausarbeitung und Aufbau eines Demonstrators mit Funktionsnachweis der umgesetzten Regelung

Inverse Pendulum

Anforderung

  • Strukturierte und methodische Arbeitsweise
  • Motivation und eigenständiges Arbeiten
  • Spaß an Forschungs- und Entwicklungsarbeit
  • Kenntnisse in technischer Mechanik / technischer Dynamik / Regelungstechnik von Vorteil
  • Erfahrung im Umgang mit MATLAB von Vorteil

Kenntnisgewinn

  • Einblicke in State-of-the-Art Problemstellungen der Robotik
  • Mitarbeit an interessanten Forschungsprojekten
  • Vertiefende Kenntnisse in Simulationsmethoden
  • Praxiserfahrung