Orbital Robotic Systems: Mechanics and Control

Worum geht's

Du lernst, wie man Mehrkörpersysteme im Orbit modelliert, deren Dynamik ableitet und Regelungsaufgaben löst. Schwerpunkte sind Bewegung und Kontrolle von miteinander verbundenen starren Körpern (z. B. Raumfahrzeug mit Manipulatoren), einschließlich spezieller Fälle wie Gelenksysteme, geschlossene Ketten und Tethers, sowie On-board-Autonomie und technologische Aspekte orbitaler Robotik.

Was du danach kannst

• Mathematische Grundlagen auf Mehrkörpermechanik anwenden
• Mehrkörpermechanik- und Regelungsproblem formulieren
• Absolute und relative Bewegung zweier starrer Körper in euklidischem Raum und in Orbit analysieren
• Bewegung gekoppelter (gelenkiger) starrer Körper in Raum und Orbit lösen
• Dynamik und Regelung von stationären Roboterarmen (fixed-base) ableiten
• Dynamik und Regelung von Raumfahrzeug-Manipulator-Systemen in Ebene und Orbit analysieren
• Erfassen von Capture-Manövern: Kontaktdynamik, Greifen und erste Regelungsstrategien
• Modelle und Regelungsansätze für geschlossene Mehrkörpersysteme beurteilen
• Dynamik und Regelung von Tether-Satellitensystemen analysieren
• On-board-Autonomie und technologische Anforderungen orbitaler Robotik identifizieren

Aus was das Modul besteht

• VorlesungVermittlung theoretischer, analytischer und algorithmischer Inhalte zu Modellierung und Regelung
• ÜbungWiederholung, Diskussion und Lösung analytischer und numerischer Aufgaben; Einsatz von Softwarebibliotheken zur Visualisierung

Lehrmethode

• Präsentationen und TafelentwicklungErklärung und Herleitung von Theorie und Algorithmen
• DiskussionenVertiefung und kritische Auseinandersetzung mit Inhalten
• Analytische und numerische ÜbungsaufgabenEinübung von Rechenwegen und praktischer Problemlösung
• Einsatz offener Missions-SoftwarebibliothekenVisualisierung von Umlaufbahnen und praktischer Umgang mit Tools
• MoodleBereitstellung von Materialien und Übungsunterlagen