Integrierte Bewegungsmessung an flexiblen Strukturen: Modaleinflüsse und experimentelle Verifikation

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Die Kombination von Inertialsensoren und Satellitensystemen wie GPS hat zu integrierten Navigationssystemen geführt, deren Leistungsvermögen über das klassische Einsatzgebiet hinausgeht. Es liegt daher nahe, diese Technologie nicht nur wie traditionell üblich zur Bewegungsermittlung von starren Objekten einzusetzen, sondern den Anwendungsbereich auf flexible Strukturen großer Flugzeuge, Raumstationen, Mobilroboter und dergleichen auszudehnen. Hiermit gewonnene Signale lassen sich dann nicht nur für eine Fahrzeugführung, sondern z.B. auch für eine damit kombinierte Strukturregelung verwenden. Zur Auslegung solcher integrierter Bewegungsmesssysteme ist es einerseits erforderlich, verschiedenartige Sensoren über die Struktur zu verteilen. Andererseits muss ein spezifisches kinematisches Strukturmodell erstellt werden, das interessierende Verformungen mit einschließt. Verwendung findet das Modell bei der Beschreibung des Fahrzeugs und der Messgrößen innerhalb eines Datenfusionsfilters. Für starre Mehrkörpersysteme wie Roboter konnte die Realisierbarkeit solcher Systeme bereits experimentell gezeigt werden. Der entsprechende Nachweis für schwingende Fahrzeugstrukturen und flexible Mehrkörpersysteme, bei denen der Einfluss vernachlässigter höherer Moden zu überprüfen ist, soll mit diesem Vorhaben erbracht werden.