Humanoid robots are developed and researched at the Chair of Applied Mechanics at TUM for over a decade. In the current design of the robot named LOLA the upper body containing the IMU is connected to the lower body with a spine-like structure. This structure is heavily affected by structural dynamics which disturb the IMU measurements during highly dynamic motion. The inverted pendulum model used to control the robot is extended with a simplified model of the structural dynamics in this thesis. The structural dynamics model contains three resonance and anti-resonance frequency pairs which were determined in prior experiments. During simulation, these frequencies were varied as the change of the robot configuration changes the behavior of the structure. On this system controllers from the field of active vibration damping and model-based control were examined. Best results were seen with a controller using Notch Filters with additional Direct Acceleration Feedback. This setup dampened the effect of the structural dynamics significantly and in simulation was robust to perturbation of the resonance frequencies. In a detailed multi-body simulation, the results were verified.     «

Humanoid robots are developed and researched at the Chair of Applied Mechanics at TUM for over a decade. In the current design of the robot named LOLA the upper body containing the IMU is connected to the lower body with a spine-like structure. This structure is heavily affected by structural dynamics which disturb the IMU measurements during highly dynamic motion. The inverted pendulum model used to control the robot is extended with a simplified model of the structural dynamics in this thesis....     »

Am Lehrstuhl für Angewandte Mechanik werden seit über einem Jahrzehnt humanoide Laufroboter entwickelt und untersucht. In der aktuellen Konstruktion des Roboters LOLA ist der Oberkörper, der eine Inertiale Messeinheit (IMU) enthält, über eine der Wirbelsäule ähnliche Struktur mit dem Unterkörper verbunden. Während hochdynamischen Bewegungen wird die Strukturdynamik dieser Wirbelsäule angeregt und verfälscht die Sensordaten der IMU. Das Modell des Inversen Pendels, das zur Regelung des Roboters verwendet wird, wird in dieser Arbeit um ein Strukturdynamikmodell erweitert. Dieses Modell enthält drei Resonanz und Antiresonanz Paare, deren Werte früheren Experimenten bestimmt wurden. Während der Simulationen wurden diese Frequenzen variiert, da sie von der Konfiguration des humanoiden Roboters beeinflusst werden. Zur Regelung dieses Systems wurden Ansätze der Aktiven Schwingungsdämpfung und der Modellbasierten Regelung angewandt. Die besten Ergebnisse hat ein Regler mit Notch Filtern und Direct Acceleration Feedback ergeben. Dieser Regler konnte den Einfluss der Strukturdynamik auch bei variierenden Eigenfrequenzen stark reduzieren. Diese Ergebnisse wurden in einer umfassenden Mehrkörpersimulation validiert.     «

Am Lehrstuhl für Angewandte Mechanik werden seit über einem Jahrzehnt humanoide Laufroboter entwickelt und untersucht. In der aktuellen Konstruktion des Roboters LOLA ist der Oberkörper, der eine Inertiale Messeinheit (IMU) enthält, über eine der Wirbelsäule ähnliche Struktur mit dem Unterkörper verbunden. Während hochdynamischen Bewegungen wird die Strukturdynamik dieser Wirbelsäule angeregt und verfälscht die Sensordaten der IMU. Das Modell des Inversen Pendels, das zur Regelung des Roboters v...     »