Projektierungspraktikum

 

Dozent Dr.-Ing. Eckhard Arnold
Anmeldezeitraum Bei Fragen bzw. zur Terminvereinbarung wenden Sie sich bitte an die entspechenden Ansprechpartnern
Anmeldung Die Anmeldung erfolgt bei den jeweiligen Ansprechpartnern
Ansprechpartner GPS-gestützte Inertialnavigation: Florentin Rauscher, Adrian Raisch
TCP Steuerung Modellbagger: Stefan Schaut, Julian Wanner, Hannes Wind
Inverses Pendel: Julian Wanner, Bernhard Rolle
VP Regelung Balken:  Michael Böhm, Adrian Raisch
C-Kurs: Julian Wanner, Simon Densborn

 

Allgemeine Informationen

Am ISYS werden mehrere Projektierungspraktika für Studenten der Technischen Kybernetik angeboten. Sie stehen im folgenden Kontext:

Realisierung von Reglern in beispielhafter Hard- und Softwareumgebung mit Inbetriebnahme an Anwendungsbeispielen.

Eine Übersicht der angebotenen Themen finden Sie weiter unten. Für alle Versuche gilt:

  • Aufgabe: In Gruppenarbeit ist eine Aufgabe möglichst selbständig zu bearbeiten.
  • Gruppengröße: 2 bis 4 Personen.
  • Datum: Während der vorlesungsfreien Zeit, die genaue Terminabsprache erfolgt mit den jeweiligen Betreuern.
  • Dauer: 1 Woche (ca. 40h) Präsenzzeit, bis zu 40h Vor- und Nachbereitung
  • Abschlussbericht & Präsentation: Ein Bericht (ca. 4 Seiten) über das Praktikum ist zu verfassen und zu Beginn des neuen Semesters wird jede Gruppe eine kurze Präsentation über ihr Projekt halten.
Themen
GPS-gestützte Inertialnavigation

In vielen technischen Anwendungen ist es wichtig, die genaue Position und Lage eines im Raum beweglichen Körpers zu bestimmen. Beispiele hierfür sind Navigationslösungen in Luftfahrt und Automobilindustrie. Durch die Fusion der Sensoren für GPS, Erdmagnetfeld, Beschleunigung und Drehraten (Gyroskope) können die Genauigkeit verbessert und der Einfluss von Messfehlern verringert werden.

In diesem Versuch werden die Grundlagen der Navigation mittels GPS und Inertialmesseinheit (IMU) sowie die Funktionsweise von Kalman-Filtern erlernt. Die implementierten Fusions-Algorithmen werden simulativ getestet und dann mit realen Messdaten validiert. Zur Aufzeichnung der Messdaten kommt eine hochgenaue IMU zum Einsatz. Bei Interesse können auch Messdaten der eigenen Smartphones zur Fusion verwendet werden, die in der Regel alle erforderlichen Sensoren bereitstellen.

Ansprechpartner: Florentin Rauscher und Adrian Raisch

Tool-Center-Point Steuerung eines hydraulisch betriebenen Modellbaggers

Baumaschinen sind komplexe Systeme die einer stetigen Entwicklung unterworfen sind. Um die Leistungsfähigkeit dieser Maschinen zu steigern, werden zunehmend Fahrerassistenzsysteme entwickelt. Sie unterstützen den Fahrer bei schwierigen Manövern, steigern die Wirtschaftlichkeit und vermeiden Unfälle.  Eine Tool-Center-Point Steuerung ermöglicht die intuitive Bedienung der Arbeitsmaschine, um die an den Baggerfahrer gestellte Aufgabe schnell und präzise umzusetzen.

Aufgaben:
  • Herleitung der kinematischen Zusammenhänge des Auslegers
  • Einarbeitung und Implementierung eines TCP-Steuerungsalgorithmus
  • Regelungsentwurf an einer hydraulisch angetriebenen Achse
  • Praktische Erprobung am Versuchsträger

Ansprechpartner: Stefan Schaut, Julian Wanner, Hannes Wind

Zustandsregelung Inverses Pendel

Das Inverse Pendel stellt ein klassisches Beispiel der Regelungstechnik dar. Eine nichtlineare Dynamik mit instabiler Ruhelage und ein relativ einfachen Versuchsaufbau machen es zum idealen Projekt für die Überprüfung und die Demonstration von Regelungsstrukturen. Die Dynamik findet Parallelen in balancierenden Systemen, wie zum Beispiel dem Segway, einer Rakete oder einem stehenden Menschen.

Aufgaben:
  • Herleitung eines dynamischen Modells der Regelstrecke
  • Analyse und Anpassung des Modells an das reale System
  • Entwurf und Implementierung eines Regelungskonzepts
  • Praktische Erprobung am Versuchsaufbau

Termin WS17/18: Mo. 12.02 - Fr. 16.02.2018

Ansprechpartner: Bernhard Rolle, Julian Wanner

Inverses Pendel
Verteilt-parametrische Regelung eines elastischen Balkens

Das inverse Pendel ist ein weithin bekannter Versuchsaufbau im Bereich der Regelungstechnik. Im Praktikumsversuch „elastischer Balken“ wird das Pendel durch ein am unteren Ende fest eingespanntes, dünnes Blech ersetzt.

Das Ziel ist es nun, den elastischen Balken zu Verfahren ohne seine Eigenschwingungen anzuregen. Dazu werden die Spannungen im Balken mittels DMS gemessen und über einen Randeingriff Steuer- Regelungsstrategien umgesetzt.

Aufgaben:

  • Verteiltparametrische Modellierung des Balkens
  • Regler- und Vorsteuerungsentwurf
  • Praktische Umsetzung mit Matlab/dSpace

Ansprechpartner: Michael Böhm und Adrian Raisch

 
C-Kurs

Der angebotene C-Kurs kann als Projektierungspraktikum angerechnet werden.

Weitergehende Informationen finden Sie auf der Seite zum C-Kurs.