Projekt 38: Regelung eines instabilen Systems: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 22. Januar 2018, 17:01 Uhr

Autoren: Madlen Bartnick, Nick Kleinewalter & Michael Bock

Betreuer: Prof. Dr. Ing.-Schneider & Prof. Dr.-Ing. Göbel

Aufgabe

Regeln Sie ein instabiles System, wie z.B. ein Motorrad oder einen Ballbalancierer

Erwartungen an die Projektlösung

Einsatz einer von Matlab/Simulink unterstützten Hardware (z.B. Lego EV3, Raspberry Pi, Galileo, oder Arduino)
Darstellung der Theorie
Systemidentifikation (Übertragungsfunktion der Regelstrecke bestimmen)
Realisierung des Aufbaus
Vergleichen und bewerten Sie verschiedene Regleransätze (P, PI, PID und andere).
Modellbasierte Programmierung der Hardware mit Simulink
Machen Sie ein tolles Videos, welches die Funktion visualisiert.
Test und wiss. Dokumentation
Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Schwierigkeitsgrad

Anspruchsvoll (****)

Einleitung

Im Rahmen des GET-Fachpraktikums an der HSHL wurde die Aufgabe gestellt, ein instabiles System zu konstruieren und dieses anschließend mit Hilfe von Matlab / Simulink zu regeln.

Verwendete Bauteile

LEGO Mindstorm Education V3 Base Kit (mit Software)
LEGO MINDSTORMS Education EV3 Ergänzungsset
LEGO MINDSTORMS Education EV3 Gyrosensor
2 LEGO Technic Räder 81,6x15 Motorrad
EDIMAX EW-7811UN Wireless USB Adapter, 150 Mbit/s, IEEE802.11b/g/n

Verwendete Software

Lego Digital Designer
LeoCAD
Autodesk 3D Studio MAX 2018
Mindstorms EV3 Education
Matlab / Simulink

Projekt

Planung des Projekts

Die erste Aufgabe im Praktikum war es ein Projektplan zu erstellen, um den Umfang zu ermitteln. Die zeitliche Darstellung ist dabei in Kalenderwochen beschrieben. Wie aus der Grafik ersichtlich ist, hat die Programmierungsphase dabei mehr Zeit in Anspruch genommen, als ursprünglich geplant.

Konstruktionphase

Zu Beginn sind die Anforderungen an die Konstruktion ermittelt worden, um diese bestmöglich auf die zu erfüllende Aufgabe abzustimmen. Dabei war die erste Überlegung, das Motorrad so zu konstruieren, dass es symmetrisch zur Neigungsachse ist. Dadurch ist gewährleistet, dass das Motorrad keine Schlagseite aufweist. Darüber hinaus sollte der Schwerpunkt des Systems möglichst niedrig liegen, um dadurch einen möglichst großen Winkel der Neigungsachse zu ermöglichen, ohne dass das System umkippt.

Programmierphase

Fazit

Ergebnis

Zusammenfassung

Literatur

Weblinks

Projektunterlagen

YouTube Video

GET-Praktikum: Projekt 38 Regelung eines instabilen Systems YouTube Video

→ zurück zum Hauptartikel: WS 17/18: Fachpraktikum Elektrotechnik (MTR) und Angewandte Elektrotechnik (BSE)

@@ Zeile 53: / Zeile 53: @@
 === Konstruktionphase ===
-Das Ziel des Projektes ist es, ein Motorrad zu bauen und so zu regeln,dass es das Gleichgewicht von selbst bzw. die Seitenneigung so gering wie möglich hält. Die Regelung ist dabei in Matlab/Simulink realisiert.
+Zu Beginn sind die Anforderungen an die Konstruktion ermittelt worden, um diese bestmöglich auf die zu erfüllende Aufgabe abzustimmen.
+Dabei war die erste Überlegung, das Motorrad so zu konstruieren, dass es symmetrisch zur Neigungsachse ist. Dadurch ist gewährleistet, dass das Motorrad keine Schlagseite aufweist. Darüber hinaus sollte der Schwerpunkt des Systems möglichst niedrig liegen, um dadurch einen möglichst großen Winkel der Neigungsachse zu ermöglichen, ohne dass das System umkippt.
 === Programmierphase ===