Automatische PID-Reglereinstellung für serielle Roboter

Klassische PID Regler sind aufgrund ihrer Einfachheit und Robustheit eine der am meisten verwendeten Regelstrukturen in industriellen Prozessen. Auch in dem Gebiet der Robotik ist die Verwendung von PID Reglern wegen ihrer Vorteile weit verbreitet. Roboter sind jedoch hochgradig nichtlineare und hochgekoppelte MIMO-Systeme. Daher gilt die Einstellung der Regelparameter für solche Systeme als hochkomplexe Aufgabe, die in der Regel durch traditionelle oder manuelle Methoden (z.B. durch gezieltes Ausprobieren) durchgeführt wird. Das Hauptziel dieses Projekts ist es, Methoden für die automatische Regeleinstellung von Robotern unter Verwendung eines globalen Optimierungsverfahrens zu erforschen. Die Optimierung dient dabei als Suchalgorithmus für die Regelparameter, die die beste Genauigkeit hinsichtlich einer gewünschten Bahn erreichen. Um eine stabile und sichere Bewegung des Roboters während der Suche zu gewährleisten, müssen notwendigen Randbedingungen ermittelt und ihre Einhaltung durchgängig sichergestellt werden. Ergänzend zum Auto-Tuning der Reglerparameter, ist ein weiteres Ziel dieses Projekt, eine automatische Identifikationsmethode der Roboterdynamik zu entwickeln. Mit Hilfe der dadurch identifizierten Dynamikparameter kann eine Vorsteuerung aufgebaut werden, um das Führungsverhalten der Regelstruktur zu verbessern und damit eine optimale Bahngenauigkeit zu erreichen.