FWF - Regelung für rekonf mob. - Modellbasierte Regelung für rekonfigurierbare mobile Roboter

Im Rahmen dieses Projektes soll die Theorie wie auch die algorithmische Umsetzung einer modellbasierten Regelung für mobile Roboter mit mehreren lenkbaren Rädern erarbeitet werden. Ausgangsbasis dafür ist ein generisches Modell für mechatronische Roboterfahrwerke, welches die geometrische Anordnung der einzelnen Räder sowie das dynamische Verhalten der zugehörigen Aktuatoren für den nominellen Betrieb und für ausgewählte Fehlerzustände beschreibt. Das Regelungssystem verwendet dieses Modell und löst zwei Teil-Aufgaben mittels automatisierter Schlussfolgerung basierend auf theoretischer Kinematik, System-Analyse, Zustandsschätzung und Diagnose, sowie Regelungstheorie. Als erste Aufgabe wird der gegenwärtige Betriebs- bzw. Fehlerzustand für jede Antriebseinheit (Rad) mittels der Messwerte und der Modellprädiktionen für mögliche Zustandssequenzen geschätzt. Als zweite Aufgabe werden, aufbauend auf der Zustandsschätzung, die gegenwärtig wirksamen kinematischen Beschränkungen ermittelt und eine entsprechend koordinierte Regelung der einzelnen Antriebseinheiten berechnet, sodass die gewünschte Bewegung des mobilen Roboters erzielt wird. Durch die on-line Verwendung des Modelles wird eine Adaption der Fahrwerks-Regelung erreicht, welche Fehlerzustände, wie zum Beispiel ein Lenkausfall oder fehlende Traktion eines Rades, autonom berücksichtigt. Darüber hinaus ermöglicht dieser modell-basierte Ansatz neuartige Roboter-Fahrwerkskonzepte mit dynamisch veränderlichen Fahrwerksgeometrien.