Identifikation von Materialparametern

Masterarbeit: Identifikation von Materialparametern anhand von Referenzexperimenten

Virtuelle Testbeds werden heutzutage dazu verwendet, um menschlichen Anwender die Interaktion mit einer virtuellen Welt zu ermöglichen, aber auch um neuartige Fügeverfahren in der Robotik zu entwickeln. In beiden Fällen ist eine realitätsnahe Abbildung von Kontaktvorgängen wichtig, um den Benutzer einen realen Eindruck der Umgebung zu vermitteln, beziehungsweise bei der Interaktion von Roboter und Umgebung realitätsnahe Aussagen treffen zu können.

Die Abbildung dieser Kontaktvorgänge innerhalb von Dynamiksimulation ist eine äußerst komplexe Aufgabe. Typischerweise werden hierzu Kontaktmodelle verwendet, die versuchen das makroskopische Verhalten der kollidierenden Körper anhand von verschiedenen, vereinfachten physikalischen Parametern (beispielsweise Steifigkeit/ Dämpfung) zu approximieren. Um Simulationen möglichst realitätsnah zu gestalten, müssen diese physikalischen Parameter innerhalb der Simulation kalibriert werden.

Am Institut für Mensch-Maschine-Interaktion steht hierzu eine Dynamiksimulation zur Verfügung, die verschieden Kontaktmodelle bereitstellt um Kontaktvorgänge abzubilden.

Nach einer ausführlichen Literaturrecherche, sollen im Rahmen dieser Masterarbeit Referenzexperimente konzipiert und durchgeführt werden, die anschließend dazu genutzt werden um die Simulationsumgebung zu kalibrieren. Basierend auf dieser Grundlage, soll ein Framework entwickelt werden, welches es erlaubt, reale Messwerte in die Simulation zu laden und diese mit simulierten Messwerten zu vergleichen. Anschließend soll ein Optimierungsverfahren zur Schätzung der physikalischen Kontaktparameter realisiert und anschließend validiert werden.

Stichworte: Dynamiksimulation, Kontaktsimulation, Parameteridentifikation, Optimierung

Betreuer: Osterloh

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