Analyse, Modellierung und Programmierung des Geige-spielens an ...

10. Entwicklung echtzeitfähiger Simulink-Oberflächen
in den grünen Block integriert, welcher hier zweimal Verwendung findet. In der “oberen”
Variante wird der Impdanzregler direkt mit den transformierten kartesischen Koordinaten
gespeist, welcher seinerseits den virtuellen Roboter ansteuert. Die dargestellten abtriebsseitigen
Gelenkwinkel werden hierbei nicht berechnet, sondern im Modell “gemessen”.
Durch eine anschließende Vorwärtstransformation lässt sich die tatsächliche Bewegung
des Roboters in Umweltkoordinaten umrechnen und weiter analysieren, was hier mithilfe
von Differentiationen in Bezug auf Geschwindigkeit, Beschleunigung und sogar den Ruck
getätigt wurde (siehe kleinere Blöcke oben mittig). In der “rechten” Variante wurde der
Impedanzregler zu Testzwecken mit einer Positionsregelung, welche ihre Daten von der
Inversen-Kinematik bezieht, gekoppelt. Alle berechneten Daten jeder Variante werden,
nachdem sie mithilfe einer Vorwärtskinematik in Umweltkoordinaten zurücktransformiert
wurden, in einzelnen Mat-Dateien gespeichert. Jede dieser Speichereinheiten beginnen
mit dem Namen Violinespeicher und besitzen folgend eine Kennzeichnung für die Art
der erzeugten Daten. Später können diese Daten alle in einer matlabeigenen Simulation
visualisiert werden. Eine weitere Datei namens Fehler_INV_KIN.mat speichert die von
der Inversen-Kinematik ausgegebenen Fehler, um später genaue Angabe über Anzahl und
Fehlerort zur genaueren Untersuchung dieser zu besitzen.
Aufgrund der mit der ersten Version des Simulink-Modells möglichen Analysemöglichkeiten,
konnte die Trajektorie einer weiteren genaueren Untersuchung unterzogen werden,
diesmal auch mit realen Daten aus der Inversen-Kinematik bzw. dem Roboter-Modell.
Die Ergebnisse lieferten an verschiedenen Stellen Anlass, erneut kleine Verfeinerungen
der Algorithmen vorzunehmen.
10.2. Testversion II: Analyse des Arbeitsraumes und der
Gelenkwinkelpositionierung
In der zweiten Version des Modells wurde im Prinzip nur eine abgemagerte Version der
ersteren realisiert (siehe Abbildung 10.2). Alle nicht mehr benötigten Blöcke wie dem
Impedanzregler wurden unter dem Gesichtspunkt der Rechenleistung entfernt. Auch das
Robotermodell wurde aus diesem Grunde vorerst entfernt, welches aber natürlich später
wieder Verwendung finden wird. Neu ist die Einbindung eines Simulators namens
RobView, dessen Schnittstelle ganz rechts in den Block sfun_move_lwr3 realisiert wurde.
Der Simulator ist nicht Teil des Simulink-Modells und muss somit explizit gestartet
werden. Folgend wird er seine Daten in Echtzeit aus dem Simulink-Modell beziehen. Im
Gegensatz zu den Matlab-Simulationen, bei denen lediglich der TCP mit angeflanschten
Bogen zu visualisieren ist, ist es mit dem RobView möglich, die genaue Bewegung
des Ballfangroboters entsprechend den berechneten Winkeln der Inversen-Kinematik zu
analysieren (siehe Abbildungen 10.3). Dies ist besonders wichtig, um eine genaue Vorstellung
über die wirkliche Lage des Armes sowie die Ausnutzung des Arbeitsraumes zu
bekommen.
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