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

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10. Entwicklung echtzeitfähiger Simulink-Oberflächen Abbildung 10.6.: statisches Seite des Echtzeitmodells (Teil II) in INV_KIN_Gelenk, werden mit den für den Gain-Provider benötigten Daten zusammengeführt und an Lied_Traj übergeben. Im Folgenden können diese Daten nun als Eingangskoordinaten für den LBR-III durch eine entsprechende Umschaltung des Multiport Switch2 durch Traj_Schalter übergeben werden. Zu beachten sei hierbei allerdings, das dies nur möglich ist, wenn die momentane Lage des Manipulators exakt mit der virtuellen Startposition des Trajektoriengenerators zusammenfällt, welche seine Koordinaten beginnend von dieser generiert. Ist dies nicht der Fall, muss entweder die Trajektorie an die aktuelle Position angepasst werden, was meist durch eine Neuberechnung der gesamten Bahn mit hohem Aufwand verbunden ist, oder, wie in diesem Falle realisiert, die im Programm vorgegebene Position muss vom Manipulator vor Beginn der Trajektorienfahrt angefahren werden. Eine einfache aber effektive Lösung dieses Problems stellt die Implementierung eines Winkelinterpolators dar, welcher, steuerbar durch eine Vorgabe der max. Winkelgeschwindigkeit, direkt zwischen Start und Zielposition in Gelenkkoordinaten inkrementell interpoliert. Diese Aufgabe wird vom Block gleichen Namens realisiert (siehe Abbildung 10.7 oben). Als Eingangsdaten dienen natürlich die aktuelle Position des Roboters, sowie die Zielposition entsprechend der Intitialposition des Trajektoriengenerators. Letzteres wird auf der Steuerungsseite definiert und als traj_gen übertragen. Auch diese Daten, in denen bereits die Regelparameter implementiert wurden, können nun durch den besagten Multiport-Switch 2 als Soll-Winkel ans Modell übergeben werden. Die Umschaltung durch Traj_Schalter geschieht auf der Steuerungsseite. Wie leicht zu erkennen ist, werden diese Daten allerdings nicht direkt ans Robotermodell übergeben, sondern in soll_angle gespeist und an soll_angle_modi zurückgeführt. Dazwischen befindet sich ein weiterer Winkelinterpolator selben Typs, erkennbar in Abbildung 10.7 rechts. Dieser besitzt keine funktionale Aufgabe, sondern dient lediglich als Sicherung, falls unvorhersehbare Sprünge der Gelenkkoordinaten auftreten, die max. Geschwindigkeit überschritten wird oder die Steuerungsseite falsch bedient wurde. Dies erscheint sehr sinnvoll, da wie bereits erwähnt gerade Sprünge zu einer Zerstörung der hochentwickelten Maschine führen können. Möglich wird eine solche Sicherung durch die spezielle Funktionsweise des Interpolators: Wird in einem Takt die maximale Winkeldifferenz und somit 84
10. Entwicklung echtzeitfähiger Simulink-Oberflächen Abbildung 10.7.: statisches Seite des Echtzeitmodells (Teil III) die als Maximum vorgegebene Winkelgeschwindigkeit überschritten, so wird zwischen diesen beiden Winkelkoordinaten geeignet linear interpoliert, wobei die Maximaldifferenz ausgenützt wird. Dies bedeutet im Folgeschluss natürlich, das der Manipulator der geforderten Position etwas “nachhinkt”, und dies genau so lange, bis er durch Ausnützung der maximalen Winkelgeschwindigkeit die virtuelle Zielposition wieder erreichen kann. Demzufolge sollte dieser Interpolator bei dem eigentlichen Geige-spielen möglichst nicht aktiv werden, da dies unweigerlich eine Verfälschung der Bahnkurve mit sich ziehen würde. 10.3.2. Steuerungsseite Da nach der Kompilierung und dem Laden des Modells keine Beeinflussung der statischen Seite mehr möglich ist, ist es notwendig, ein zweites Modell einzurichten, welches in der Lage sein wird, während der Laufzeit den Programmablauf manuell zu beeinflussen. Zusätzlich sollen in diesem Modell benötigte Daten während der Verarbeitung sichtbar 85
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4. Die DLR-Leichtbauroboter der 3.
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Seite 101 und 102: 11. Bestimmung der Violinenkoordina
Seite 103 und 104: Literaturverzeichnis [1] http://de.
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