Lagesteuerung eines Roboters, kann mir jmd helfen?

Gast #3831364
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Hallo,

bei einer 6-DoF Lagesteuerung oder Regelung eines Roboters werden die 
gemessenen Koordinanten des Robotors zunächst in ein anderes 
Koordinantensystem transformiert, geregelt und dann wieder in das 
ursprüngliche Koordinatensystem rücktransformiert.

Kann mir einer sagen warum? Bzw. wonach muss ich im Inet suchen, um eine 
passende Erklärung zu finden?


Vielen Dank im voraus....


Gruß Thomas
Gast #3831373
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Thomas schrieb:
> bei einer 6-DoF Lagesteuerung oder Regelung eines Roboters werden die
> gemessenen Koordinanten des Robotors zunächst in ein anderes
> Koordinantensystem transformiert, geregelt und dann wieder in das
> ursprüngliche Koordinatensystem rücktransformiert.

Weil die 6 DOF des Roboters Koordinatensystems alle linear abhängig 
sind. Will man die Achsen einzeln regeln, mußt Du sie in ein linear 
unabhängiges Koordinatensystem bringen (bevorzugt ein euklidisches 
System).


Um Koordinatensystemtransformationen wirst Du in der Robotik nicht 
herumkommen.

Viele Grüße
W.T.
Gast #3831380
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Thomas schrieb:
> Bzw. wonach muss ich im Inet suchen, um eine
> passende Erklärung zu finden?

"Rotationsmatrix" wäre ein guter Einstieg. Rechne damit mal ein 
konkretes System durch, und dann wird dir sehr schnell bewusst, weshalb 
eine Regelung ohne einem Normal sehr aufwendig wird.
Gast #3831756
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Walter Tarpan schrieb:
> Thomas schrieb:
>> bei einer 6-DoF Lagesteuerung oder Regelung eines Roboters werden die
>> gemessenen Koordinanten des Robotors zunächst in ein anderes
>> Koordinantensystem transformiert, geregelt und dann wieder in das
>> ursprüngliche Koordinatensystem rücktransformiert.
>
> Weil die 6 DOF des Roboters Koordinatensystems alle linear abhängig
> sind. Will man die Achsen einzeln regeln, mußt Du sie in ein linear
> unabhängiges Koordinatensystem bringen (bevorzugt ein euklidisches
> System).
>
> Um Koordinatensystemtransformationen wirst Du in der Robotik nicht
> herumkommen.
>
> Viele Grüße
> W.T.

Also ich habe auch gelesen, dass man oft bei elektrischen Antrieben, die 
mehrere Koordinanten anfahren können, zunächst in einem körperfesten KOS 
die Position messen, das dann in ein raumfestes KOS transformieren und 
regeln, und die geregelten Werte wieder zurück in das körperfeste KOS 
transformieren.

Warum ? Weil die Freiheitsgrade von einander abhängig sind?

Woran erkenne ich das bzw. was heißt von einander abhängig?


Wie eine Koordinantentransformation funktioniert ist mir klar, da steckt 
lediglich mathematik dahinter, nur warum man das macht, ist mir noch 
nicht klar.

Vielleicht bitte etwas ausführlicher, da das Thema mich interessiert, 
bzw. wenn möglich auch gerne Links dazu....
#3831988
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Das hat nichts mit voneinander abhängigen Freiheitsgraden zu tun.
Wenn Du einen authistischen Roboter bauen willst, der nur so vor sich 
hin tanzt ohne die Umgebung zu beachten, dann brauchst du nur das 
körperfeste KoordSystem.

Aber wenn er mehr können soll ...

Beispiel: Flugzeug mit Pilot (körperfestes KoordSystem) und Beobachter 
auf der Erde (erdbezogenes KoordSystem)

A)
Pilot: rechts ist der Nordpol, unter mir die Erde, ich fliege vorwärts
Beobachter: das Flugzeug fliegt horizontal nach Westen

B)
Pilot: rechts ist der Nordpol, die Erde hinter mir, ich fliege vorwärts
Beobachter: das Flugzeug fliegt senktrecht nach oben

Die Sensoren messen immer körperfest. Aber bestimmte Positionen sind 
erdbezogen (Koordinaten von Berlin)

Soll das Flugzeug nun nach Berlin fliegen muss es auch noch den 
derzeitigen Standort (erdbezogen) wissen. Der Flugvektor kann also aus 
Soll- und Ist-Position ermittelt werden. Dieser erdbezogene Flugvektor 
muss nun aus Sicht des Piloten betrachtet werden (KoordTransformation). 
Der weiß dann: Berlin liegt halb links von mir aus gesehen.
Gast #3832533
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Du hast einen Kalt und einen Heißwasseranschluss.
Du willst die Wassermenge auf 10l/min und die Temperatur auf 37°C 
regeln.
Per Hand.
Wie machst Du das?

Du machst auch hier einen Transformation in das andere 
Koordinatensystem.
Indem Du nämlich keinen Wasserhahn mit 2 Steller für Heiß-und Kaltwasser 
installierst, sondern eine Mischbatterie. Diese macht genau die 
Transformation. Nur eben mechanisch.

Und jetzt kannst Du mit oben und unten die Menge und mit links und 
rechts die Temperatur regen. Du kannst Sogar nur die Temperatur regen 
und jemand anders die Menge. 2 Regler. Unabhängig voneinander und 
einfach P/I Regler.
Gast #3832576
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Tut mir leid, ich gebe mir Mühe, ich bin eig. auch ein guter Student, 
aber irgendwie versteh ich das nicht ganz.

Gibt es denn keine ausreichende Literatur dazu?

Stichwörter wonach man googlen kann?
#3833203
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Wie detailiert soll die Literatur denn sein? Es wurde schon einiges 
erklaert. Viel mehr kann man dazu nicht sagen. Allenfalls noch die 
Kraefte. Je nachdem wirken die Kraefte auf das lokale Koordinatensystem 
sinnig, oder auf das Globale. Die Schwerkraft ist zB fuer eine Maschine 
statisch, global. Die Vorschubkraft eines Bohrers laengs dem zu 
bohrenden Loch. Das Drehmoment eines Bohrers wirkt an jedem Gelenk, das 
zwischen Bohrer und Aufhaengung verbaut ist anders.
Wenn eine Transformation die Loesung vereinfacht, sollte man diesen Weg 
jeweils gehen.
Gast #3833703
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Thomas schrieb:
> gemessenen Koordinanten des Robotors zunächst in ein anderes
> Koordinantensystem transformiert, geregelt und dann wieder in das
> ursprüngliche Koordinatensystem rücktransformiert.

Verdeutlichung:
Wenn ich einen Roboterarm drehen will, muss ich das um seinen lokalen 
Koordinatenursprung machen und nicht um den der Welt.
Um die Drehung in der Welt abzubilden, muss ich die Drehung in das 
Weltkoordinatensystem zurück übertragen. Dann kann ich erkennen, ob der 
Greifer, der am Arm dran ist, in die richtige Position gekommen ist 
(Welt bezogen also nahe genug am zu greifenden Objekt ist).

Schau doch mal im Bereich 3d Grafik, wie z.B. in Spielen das gemacht 
wird.
Wenn du da ein Objekt, hast und verschieben und drehen willst, hängt die 
Endposition davon ab, wo dein Koordinatenursprung ist, da du 
verschiedene Koordinatensysteme hast (lokal für Objekt und global für 
deine Welt).
Das drehen und verschieben ist da ein klassisches Problem für solche 
Transformationen.

Speziell dazu:
http://www.fastgraph.com/makegames/3Drotation/

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