Robotik und Simulation mit MATLAB

Das Buch vermittelt die Grundlagen der Robotik mit Hilfe von Programmierübungen. Zu allen vorgestellten Verfahren der Robotik vertiefen Übungen mit dokumentierten Lösungen in der weltweit bekannten Programmierumgebung von MATLAB den gelernten Stoff. Die in der Robotik verwendeten mathematischen Verfahren werden durch Simulationen visuell greifbar. Es kann z.B. überprüft werden, ob die Bewegungsabläufe des Roboters realisierbar sind, innerhalb des Arbeitsraums bleiben und ob Kollisionen auftreten. Schwingungen bei der Roboter Bewegung werden aufgespürt und Regelalgorithmen durch Simulationen optimiert. Die erforderlichen mathematischen Grundlagen, z.B. zur Ermittlung der direkten und inversen kinematischen Modelle werden ausführlich behandelt und mit vielen MATLAB Programmierbeispielen erklärt. Die numerische Berechnung der Achsvariablen mit Hilfe der inversen Jacobi-Matrix dient der Vorhersage von Roboter-Singularitäten und zur numerischen inversen Transformation und Regelung. Simulationsprogramme zur inversen Transformation und Roboter-Bahnregelung mit Orientierungsvorgabe über Euler-oder Kardanwinkel sowie alternativ über Quaternionen demonstrieren die Arbeitsweise der präsentierten Methoden.

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Gerke war als Professor an der Hochschule Trier tätig und unterrichtet mittlerweile freiberuflich an der Universität Luxemburg im Studiengang Mechatronik.