Projekt 38: Regelung eines instabilen Systems

Aus HSHL Mechatronik
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Michael Bock
Michael Bock

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

Projektplan

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.

Michael Bock
Michael Bock

Projektziel

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.

Projektdurchführung

Projektfortführung

Ergebnis

Zusammenfassung

Literatur

Weblinks

Projektunterlagen

YouTube Video



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