Kaskadierte Methodik zur Bahngenauigkeitsmessung mit erxternen Messungen (Bild: Hochschule Hannover)
Ergebnisse und Schlussfolgerungen
Die integrierte modellbasierte Drehmomentvorsteuerung auf Basis eines verkoppelten Mehrkörpermodells, führt motorseitig zu einer deutlichen Reduktion der Schleppfehler. Abtriebsseitig ist ebenfalls zu erkennen, dass das Überschwingen bei der Positionierung im vorgesteuerten Modus (MFTC) gegenüber der einfachen kaskadierten PID-Regelung (CF) verringert wird. Da nur die Starrkörper- und Reibungsdynamik im inversen Modell berücksichtigt werden, bleiben wie prädiziert systematische Regelfehler insbesondere bei hoher Dynamik bestehen. Diese unterliegen der Wirkung zusätzlicher physikalischer Effekte auf die Dynamik, wie Gelenkelastizitäten. Der anschließende Einsatz von ILC zeigt zusätzlich eine signifikante Verbesserung der Bahngenauigkeit. Die Ergebnisse zeigen eine schnelle Konvergenz der iterativen Bahnkorrektur. Ein geringer stationärer kartesischer Fehler wird bereits nach wenigen Iterationen erreicht. Besonders deutlich wird das Überschwingen bei der Positionierung verringert. Zusätzlich werden die kinematischen Bahnfehler, resultierend aus der Nachgiebigkeit der Gelenke, durch den Einsatz des ILC eindrucksvoll reduziert. Zentral für die erfolgreiche Umsetzung ist somit die Synergie der verschiedenen Methoden mit ihren jeweiligen Vorteilen. Jedoch fällt auf, dass die Wirkung von Gelenkelastizitäten trotz eines performanten Regelfolgeverhaltens durch die modellbasierte Vorsteuerung sowie durch die ILC-Korrekturen nicht vollständig beseitigt werden kann. Zur weiteren Steigerung der dynamischen Bahngenauigkeit muss die Anregung abtriebsseitiger Schwingungen im ILC-Algorithmus berücksichtigt werden. Dazu werden in Zukunft anspruchsvollere ILC-Ansätze untersucht.
